850nm vs 1310nm vs 1550nm: Jak vybrat správnou optickou vlnovou délku

Výběr správné vlnové délky spočívá ve třech otázkách: Jak daleko musí váš signál cestovat? Jaké vlákno je již v zemi? A potřebujete prostor pro pozdější škálování pomocí DWDM?

Pro většinu podnikových nasazení je 850nm nejlevnější-nákladová varianta pro krátká vícerežimová spojení, 1310nm je standardní volba jednoho režimu pro mnoho kampusů a linek metra a 1550nm se stává relevantnější, když se zvětšují vzdálenosti, zužují se rozpočty spojení nebo se plánuje DWDM. Nechápejte to špatně a buď přeplácíte za dosah, který nepotřebujete, nebo řešíte problém s odkazem, který nezůstane zobrazený.

 

 

Proč tyto tři vlnové délky?

Křemičité skleněné vlákno nepropouští všechny vlnové délky stejně. Pásma 850nm, 1310nm a 1550nm se nacházejí v přenosových oknech s nízkými -ztrátami, kde útlum signálu klesá na praktickou úroveň. Každá se objevila v jiné fázi optické technologie: 850nm bylo na prvním místě s nákladově{7}}efektivními VCSEL, 1310nm následovalo, když byla v tomto okamžiku objevena téměř-nulová chromatická disperze ve standardním jednorežimovém vláknu, a 1550nm se stalo dominantním v sítích s dlouhým{12}nátahem, které se po zesílení elektrických signálů změnily na optické zesilovače.

 

 

Jaký je skutečný rozdíl?

Základním kompromisem je cena versus dosah.

850 nmpáry s multimodovými vláknovými a VCSEL lasery. Útlum se pohybuje kolem 2,5 dB/km - vysoko ve srovnání s jednorežimovými vlnovými délkami, ale je irelevantní, když vaše spojení zůstávají pod 400 metrů. Moduly VCSEL jsou vyráběny ve velkém objemu, díky čemuž jsou 850nm moduly s velkou rezervou nejlevnější možností. Omezení vzdálenosti pochází z modální disperze: vícevidové vlákno podporuje více světelných drah, které dorazí k přijímači v mírně odlišných časech. Při 10 Gbps přes vlákno OM4 získáte zhruba 400 metrů; při vyšších rychlostech se tato vzdálenost zmenšuje.

 

1310 nmfunguje přes jednovidové{0}}vlákno s jádrem 9 µm. Útlum klesne na přibližně 0,35 dB/km na ITU-T G.652 a chromatická disperze na této vlnové délce téměř zmizí. Díky této kombinaci je 1310nm-vhodná pro širokou škálu jednorežimových aplikací, od{10}}kilometrových propojení budov až po 40 km dlouhá připojení k metru.

 

1550 nmdosahuje nejnižšího útlumu vlákna zhruba 0,20 dB/km. Tato výhoda 0,15 dB/km oproti 1310nm sloučeninám na vzdálenost - na 100 km, ušetříte 15 dB rozpočtu na propojení. Ještě důležitější je, že 1550nm podporuje optické zesílení prostřednictvím EDFA a je umístěno ve středu C-pásma používaného proDWDM systémy. U spojů se zesílením na dlouhou vzdálenost nebo DWDM-orientovaných spojů je obvykle praktickou volbou 1550 nm.

 

Kompromisem při 1550 nm je chromatická disperze - zhruba 17 ps/nm·km ve standardním vláknu. Při rychlosti 100 Gb/s na vzdálenost 80+ km obvykle potřebujete kompenzaci, buď prostřednictvím optického vlákna s kompenzací rozptylu{6}}, nebo digitálního zpracování signálu v koherentních transceiverech. ModerníKoherentní zásuvné moduly 400G QSFP-DDzvládnout rozptyl digitálně.

 

 

Přizpůsobení vlnových délek typům modulů

Jedním z opakujících se zdrojů zmatků při výběru modulu je to, jak se vlnové délky mapují na označení SR/LR/ER/DWDM na nákupních objednávkách.

• SR (krátký dosah)moduly pracují při 850nm přes multimódové vlákno. Tyto kryty pokrývají stojan-k-skladování a budování-interních spojů, kde jsou vzdálenosti menší než několik set metrů. V mainstreamové ethernetové optice SR typicky znamená 850nm multimode.
• LR (dlouhý dosah)moduly obvykle využívají 1310nm přes jedno-vlákno s dosahem 10 km. Některé varianty 100G a 400G LR4 používají CWDM vlnové délky kolem 1310nm multiplexované uvnitř modulu.
• ER (rozšířený dosah)moduly pracují při 1550nm na dosah 40 km. Vyšší vysílací výkon a nižší útlum vlákna na této vlnové délce umožňují delší vzdálenost.
• DWDM modulypoužívejte přesné vlnové délky v C-pásmu (1530–1565nm) s odstupem kanálů až 0,8nm. Vyžadují specifické řazení-pro vlnovou délku a obvykle zahrnujímux/demux zařízeníkombinovat a oddělovat kanály.

 

 

Časté chyby při výběru

Opakovaně se objevují tři problémy-s vlnovými délkami:

• Kombinace vícerežimového a jednoho{0}}režimu.850nm transceiver připojený k single{1}}vláknu (jádro 9 µm) trpí nadměrnou ztrátou vazby a nevytvoří funkční spojení. Typ vlákna do značné míry určuje vlnovou délku a skupinu modulů, které byste měli použít -, jen zřídkakdy existuje praktické řešení, které by nebylo vhodné pro-kabeláž.
• Chyby párování obou vlnových délek.Obousměrné moduly používají dvě různé vlnové délky na jednom vláknu. Ty musí být nasazeny jako spárované páry: pokud jeden konec vysílá 1270nm a přijímá 1330nm, druhý konec musí vysílat 1330nm a přijímat 1270nm. Instalace dvou modulů se stejnou vlnovou délkou TX na obou koncích znamená, že obě strany vysílají na stejné vlnové délce, aniž by to slyšel žádný přijímač.
• Nadměrně specifikovaný dosah.Moduly s dlouhým{0}dosahem mají vyšší vysílací výkon, který může přetížit přijímač na krátkých spojích. Pokud je vaše skutečná vzdálenost 500 metrů, neinstalujte ER optiku dimenzovanou na 40 km -, možná budete potřebovat útlumové články, aby se zabránilo přesycení přijímače, což zvyšuje náklady a další potenciální poruchový bod. Přizpůsobte modul vašim skutečným požadavkům na vzdálenost.

 

 

Výběr vlnové délky podle vzdálenosti

Vzdálenost	Vlnová délka	Typ vlákna	Typický případ použití
Pod 100m	850 nm	OM3/OM4 multimode	Intra{0}}rack, připojení TOR
100–400m	850 nm	OM4 multimode	Uvnitř-budovy, haly datových center
500 m - 2 km	1310 nm	OS2 single-režim	Kampus, propojení budov
2-10 km	1310 nm	OS2 single-režim	Přístup do metra, podniková WAN
10-40 km	1310nm nebo 1550nm	OS2 single-režim	Metro jádro (1550nm přidává marži)
40-80 km	1550 nm	OS2 single-režim	Metro DCI, regionální páteř
80 km+	1550 nm	OS2 single-režim	Dlouhý{0}}dostup (zesílení nebo koherentní DSP)

Přesné pojmenování modulu (DR, FR, LR4, ER4, ZR atd.) závisí na rychlostní třídě a standardní rodině. Při vyšších přenosových rychlostech mohou moduly používat jiná označení než u 10G.

 

 

Kdy zvolit jednotlivé vlnové délky

Zvolte 850nm, když:

• Všechny odkazy zůstávají pod 400 metrů
• Multimode vlákno (OM3/OM4) je již nainstalováno
• Cena za port je důležitější než budoucí flexibilita
• V hale datového centra budujete nejlepší-ze{1}}skříňových připojení
•  

Zvolte 1310nm, když:

• Odkazy spadají do vzdálenosti sub{0}}kilometrů až 40 km
• Jedno{0}}režimové vlákno je k dispozici
• Chcete jednoduchost nasazení bez kompenzace rozptylu
• Na rozpočtu záleží, ale potřebujete větší dosah, než nabízí multimode
•  

Zvolte 1550nm, když:

• Linky přesahují 40 km
• Potřebujete optické zesílení (kompatibilita s EDFA)
• Plánuje se rozšíření kapacity DWDM
• Budujete metro DCI nebo páteřní infrastrukturu{0}}pro dlouhé trasy
•  

Pro organizace plánující růst kapacity prostřednictvímCWDM multiplexování vlnovou délkou1310nm i 1550nm sedí v použitelných oknech CWDM. Nasazení infrastruktury pro jeden-režim od začátku ponechává dveře otevřené pro rozšíření WDM.

 

 

Úvahy o vláknové infrastruktuře

Stávající vlákno často určuje výběr vlnové délky více než požadavky na vzdálenost.

Multimodální budovy.Pokud vaše budovy mají OM1 nebo OM2 multimode ze starší instalace, jste omezeni na 850 nm se sníženou vzdáleností ve srovnání s OM3/OM4. Když tyto běhy potřebují rozšíření, budete čelit volbě: vybrat nový single{5}}režim nebo pracovat v rámci omezení.

Flexibilita jednoho-režimu.Po instalaci jedno{0}}vlákno podporuje 1310nm i 1550nm- a budoucí upgrady rychlosti (40G, 100G, 400G) pouze výměnoumoduly vysílačů a přijímačů. Rozdíl v nákladech na optický kabel je marginální; transceivery jsou vyměnitelné; vlákno je trvalé. Pro mnoho instalací na zelené louce je jeden-režim dlouhodobě bezpečnější-volbou, protože ponechává více prostoru pro budoucí upgrady dosahu a rychlosti.

 

 

Základy propojení rozpočtu

Jmenovitá vzdálenost v datovém listu transceiveru předpokládá ideální podmínky: čisté konektory, v rámci -speciálních vláken, minimální spojovací body. Skutečné instalace by měly zohledňovat útlum vláken (0,35 dB/km při 1310 nm, 0,20 dB/km při 1550 nm), ztrátu konektoru (0,3–0,5 dB na spárovaný pár), spojovací body a bezpečnostní rezervu 2–3 dB pro stárnutí a změny prostředí.

Čistota konektoru je důležitější, než si většina lidí uvědomuje. Prachová částice o průměru pouhých několika mikronů může způsobit občasné chyby, které je obtížné diagnostikovat. Před vložením vždy zkontrolujte konektory - Znečištěné konektory jsou častou příčinou selhání optického spoje, které se zpočátku jeví jako problémy modulu.

 

 

Odkaz na normy

Všechny tři vlnové délky se řídí mezinárodními standardy zajišťujícími interoperabilitu mezi-prodejci:

• IEEE 802.3definuje ethernetová optická rozhraní: 10GBASE-SR (850nm), 10GBASE-LR (1310nm), 10GBASE-ER (1550nm)
• ITU-T G.652specifikuje jednorežimové charakteristiky vlákna pro 1310nm a 1550nm linkové výpočty rozpočtu
• ITU-T G.694.1standardizuje DWDM kanálovou mřížku používanou v 1550nm C-pásmových systémech

Při upřesňováníoptické moduly transceiveru, vždy ověřte, že oba konce spoje používají odpovídající vlnové délky. 1310nm vysílač spárovaný s 850nm přijímačem nevytvoří standardní-pracovní spojení -, citlivost přijímače nepřesahuje tuto mezeru vlnových délek. Jedinou záměrnou výjimkou jsou moduly BiDi, které musí být nasazeny jako párové páry vlnových délek TX/RX.

 

 

Často kladené otázky