850nm срещу 1310nm срещу 1550nm: Как да изберете правилната оптична дължина на вълната

Изборът на правилната дължина на вълната се свежда до три въпроса: Колко далеч трябва да достигне вашият сигнал? Какви влакна вече са в земята? И имате ли нужда от място за мащабиране с DWDM по-късно?

За повечето корпоративни внедрявания 850 nm е най-ниската{1}}ценова опция за къси многомодови връзки, 1310 nm е стандартният-режимен избор за много кампуси и метро връзки, а 1550 nm стават по-подходящи, когато разстоянията нарастват, бюджетите за връзки се стесняват или се планира DWDM. Направете това погрешно и или ще плащате повече за обхват, от който не се нуждаете, или ще отстраните проблем с връзка, която не работи.

 

 

Защо тези три дължини на вълната?

Силициевите стъклени влакна не предават еднакво всички дължини на вълните. Лентите 850nm, 1310nm и 1550nm се намират в прозорци на предаване с ниски-загуби, където затихването на сигнала пада до практически нива. Всяка от тях се появи на различен етап от оптичната технология: 850 nm дойде на първо място с ценово-ефективните VCSEL, 1310 nm последваха, когато в този момент беше открита почти-нулева хроматична дисперсия в стандартно едно-модово влакно, а 1550 nm станаха доминиращи в мрежите за дълги-разстояния, след като оптичните усилватели достигнаха зрелостта да усилват сигналите без електрическо преобразуване.

 

 

Каква е истинската разлика?

Основният компромис е цена спрямо обхват.

850 nmдвойки с многомодови влакна и VCSEL лазери. Затихването е около 2,5 dB/km - високо в сравнение с дължини на вълните в един-режим, но е без значение, когато вашите връзки остават под 400 метра. VCSEL се произвеждат в голям обем, което прави 850nm модулите най-евтината опция с голяма разлика. Ограничението на разстоянието идва от модалната дисперсия: многомодовото влакно поддържа множество светлинни пътища, които пристигат до приемника в малко по-различно време. При 10 Gbps през OM4 влакно получавате приблизително 400 метра; при по-високи скорости това разстояние се свива.

 

1310 nmработи върху едно-модово влакно със сърцевина от 9 µm. Затихването пада до приблизително 0,35 dB/km за ITU-T G.652 и хроматичната дисперсия почти изчезва при тази дължина на вълната. Тази комбинация прави 1310nm много-подходящ за широка гама от-приложения в единичен режим, от под-километрови междусистемни връзки на сгради до 40-километрови връзки за достъп до метро.

 

1550 nmпостига най-ниското затихване на влакното при приблизително 0,20 dB/km. Това предимство от 0,15 dB/km спрямо 1310nm съединения на разстояние - през 100 km, вие спестявате 15 dB бюджет за връзка. По-важното е, че 1550nm поддържа оптично усилване чрез EDFAs и се намира в центъра на C-лентата, използвана заDWDM системи. За -усилени за дълги разстояния или DWDM-ориентирани връзки, 1550nm обикновено е практическият избор.

 

Компромисът при 1550 nm е хроматична дисперсия - приблизително 17 ps/nm·km в стандартно влакно. При 100 Gbps над 80+ км обикновено се нуждаете от компенсация или чрез дисперсионно{6}}компенсиращо влакно, или цифрова обработка на сигнала в кохерентни приемо-предаватели. Модерен400G QSFP-DD кохерентни щепселиобработва дисперсията цифрово.

 

 

Съпоставяне на дължини на вълните с типове модули

Един повтарящ се източник на объркване при избора на модул е ​​как дължините на вълните се съпоставят с обозначенията SR/LR/ER/DWDM в поръчките за покупка.

• SR (къс обхват)модулите работят при 850nm върху многомодово влакно. Те покриват стелаж-в-рейк и изграждат-вътрешни връзки, където разстоянията остават под няколкостотин метра. В основната Ethernet оптика SR обикновено означава 850nm многомодов.
• LR (дълъг обхват)модулите обикновено използват 1310n над едно-модово влакно за 10 км обхват. Някои 100G и 400G LR4 варианти използват CWDM дължини на вълните около 1310nm, мултиплексирани вътре в модула.
• ER (разширен обхват)модулите работят при 1550 nm за 40 км обхват. По-високата мощност на предаване и по-ниското затихване на влакното при тази дължина на вълната позволяват удълженото разстояние.
• DWDM модулиизползвайте точни дължини на вълните в C-обхвата (1530–1565 nm) с разстояние между каналите до 0,8 nm. Те изискват-специфично подреждане за дължина на вълната и обикновено включватmux/demux оборудванеза комбиниране и разделяне на канали.

 

 

Често срещани грешки при избора

Три проблема,-свързани с дължина на вълната, възникват многократно:

• Смесване на многомодов и единичен-режим.850nm трансивър, свързан към едно-модово влакно (9 µm сърцевина), претърпява прекомерна загуба на свързване и няма да образува работеща връзка. Типът влакно до голяма степен определя дължината на вълната и фамилията модули, които трябва да използвате - рядко има практическо решение освен повторно -окабеляване.
• Грешки при сдвояване на дължина на вълната BiDi.Двупосочните модули използват две различни дължини на вълната върху една влакнеста нишка. Те трябва да бъдат разгърнати като съвпадащи двойки: ако единият край предава 1270nm и получава 1330nm, другият край трябва да предава 1330nm и получава 1270nm. Инсталирането на два модула с една и съща дължина на вълната TX в двата края означава, че и двете страни предават на една и съща дължина на вълната без приемник, настроен да го чува.
• Прекален обхват.Модулите с дълъг-обхват имат по-висока предавателна мощност, която може да претовари приемника при къси връзки. Ако действителното ви разстояние е 500 метра, не инсталирайте ER оптика, предназначена за 40 км - може да имате нужда от атенюатори, за да избегнете насищане на приемника, добавяне на разходи и друга потенциална точка на повреда. Съобразете модула с вашите действителни изисквания за разстояние.

 

 

Избор на дължина на вълната по разстояние

Разстояние	Дължина на вълната	Тип влакна	Типичен случай на употреба
Под 100м	850 nm	OM3/OM4 многомодов	В-рейк, TOR връзки
100–400m	850 nm	OM4 многомодов	В-сграда, зали на център за данни
500м–2км	1310 nm	OS2 единичен-режим	Кампус, изграждане на междусистемна връзка
2–10 км	1310 nm	OS2 единичен-режим	Метро достъп, корпоративна WAN
10–40 км	1310nm или 1550nm	OS2 единичен-режим	Metro ядро ​​(1550nm добавя марж)
40-80 км	1550 nm	OS2 единичен-режим	Metro DCI, регионален гръбнак
80 км+	1550 nm	OS2 единичен-режим	Дълги -разстояния (усилване или кохерентен DSP)

Точното наименование на модула (DR, FR, LR4, ER4, ZR и т.н.) зависи от степента на скоростта и фамилията стандарти. При по-високи скорости на предаване на данни модулите могат да използват различни обозначения, отколкото при 10G.

 

 

Кога да изберете всяка дължина на вълната

Изберете 850nm, когато:

• Всички връзки остават под 400 метра
• Многомодовото влакно (OM3/OM4) вече е инсталирано
• Цената на порт е по-важна от бъдещата гъвкавост
• Вие изграждате горните--връзки на стелажи в зала на център за данни
•  

Изберете 1310nm, когато:

• Връзките попадат в диапазона от под-километър до 40 км
• Предлага се едномодово влакно-
• Искате простота на внедряване без компенсация на дисперсията
• Бюджетът има значение, но вие се нуждаете от по-голям обхват, отколкото осигурява мултимода
•  

Изберете 1550nm, когато:

• Връзките надхвърлят 40 км
• Имате нужда от оптично усилване (EDFA съвместимост)
• Планирано е разширяване на капацитета на DWDM
• Вие изграждате градска DCI или опорна инфраструктура-за дълги разстояния
•  

За организации, които планират увеличаване на капацитета чрезCWDM мултиплексиране по дължина на вълната, както 1310nm, така и 1550nm се намират в използваемите CWDM прозорци. Внедряването на инфраструктура с един-режим от самото начало държи вратата отворена за разширяване на WDM.

 

 

Съображения за оптична инфраструктура

Съществуващото влакно често определя избора на дължина на вълната повече от изискванията за разстояние.

Многомодни сгради.Ако вашите сгради имат многомодов OM1 или OM2 от по-стара инсталация, вие сте ограничени до 850nm с намалено разстояние в сравнение с OM3/OM4. Когато тези изпълнения имат нужда от разширение, ще се изправите пред избор: изтеглете нов единичен-режим или работете в рамките на ограниченията.

Гъвкавост-в единичен режим.Веднъж инсталирано, едно{0}}модовото влакно поддържа както 1310nm, така и 1550nm - и бъдещи надстройки на скоростта (40G, 100G, 400G) чрез смяна само натрансивър модули. Разликата в цената на оптичния кабел е незначителна; трансивърите са сменяеми; влакното е постоянно. За много инсталации на зелено, единичният-режим е по-сигурният дългосрочен-избор, защото оставя повече място за бъдещ обхват и надграждане на скоростта.

 

 

Основи на бюджета на връзката

Номиналното разстояние в лист с данни за трансивър предполага идеални условия: чисти конектори, в рамките на-специфично влакно, минимални точки на снаждане. Реалните инсталации трябва да отчитат затихването на влакното (0,35 dB/km при 1310 nm, 0,20 dB/km при 1550 nm), загубата на конектор (0,3–0,5 dB на свързана двойка), точките на снаждане и 2–3 dB граница на безопасност за стареене и промени в околната среда.

Чистотата на конектора е по-важна, отколкото повечето хора осъзнават. Частица прах с диаметър само няколко микрона може да причини периодични грешки, които са трудни за диагностициране. Винаги проверявайте конекторите преди поставяне - замърсените конектори са често срещана причина за повреди на оптичните връзки, които първоначално изглеждат като проблеми с модула.

 

 

Справочник на стандартите

И трите дължини на вълната се управляват от международни стандарти, осигуряващи оперативна-съвместимост между доставчици:

• IEEE 802.3дефинира Ethernet оптични интерфейси: 10GBASE-SR (850nm), 10GBASE-LR (1310nm), 10GBASE-ER (1550nm)
• ITU-T G.652определя характеристиките на едномодовото влакно-за 1310nm и 1550nm изчисления на бюджета на връзката
• ITU-T G.694.1стандартизира каналната решетка DWDM, използвана в 1550nm C-честотни системи

При уточняванеоптични приемо-предавателни модули, винаги проверявайте дали двата края на връзката използват съвпадащи дължини на вълните. 1310nm предавател, съчетан с 850nm приемник, няма да образува-съвместима със стандартите работеща връзка - чувствителността на приемника не се простира през тази разлика в дължината на вълната. Единственото умишлено изключение са BiDi модулите, които трябва да бъдат разгърнати като съвпадащи TX/RX двойки дължини на вълните.

 

 

Често задавани въпроси