850 nm vs 1310 nm vs 1550 nm: jak wybrać odpowiednią długość fali optycznej

Wybór odpowiedniej długości fali sprowadza się do trzech pytań: Jak daleko musi podróżować sygnał? Jakie włókno jest już w ziemi? Czy potrzebujesz miejsca na późniejsze skalowanie za pomocą DWDM?

W przypadku większości wdrożeń w przedsiębiorstwach 850 nm to najtańsza-opcja w przypadku krótkich łączy wielomodowych, 1310 nm to standardowy wybór-jednomodowy w przypadku wielu łączy kampusowych i metra, a 1550 nm staje się bardziej odpowiednie, gdy rosną odległości, zmniejszają się budżety na łącza lub planowane jest DWDM. Jeśli źle to zrobisz, albo przepłacasz za zasięg, którego nie potrzebujesz, albo rozwiązujesz problemy z linkiem, który nie działa.

 

 

Dlaczego te trzy długości fal?

Włókno szklane krzemionkowe nie transmituje jednakowo wszystkich długości fal. Pasma 850 nm, 1310 nm i 1550 nm znajdują się w oknach transmisji o niskich-stratach, w których tłumienie sygnału spada do praktycznego poziomu. Każdy z nich pojawił się na innym etapie technologii optycznej: najpierw pojawiła się długość fali 850 nm w przypadku-oszczędnych diod VCSEL, następnie długość 1310 nm, gdy w standardowym światłowodzie jedno-odkryto prawie zerową dyspersję chromatyczną w tym miejscu, a długość 1550 nm stała się dominacją w sieciach{{12} długodystansowych, gdy wzmacniacze optyczne dojrzały do ​​wzmacniania sygnałów bez konwersji elektrycznej.

 

 

Jaka jest prawdziwa różnica?

Podstawowym kompromisem jest koszt w stosunku do zasięgu.

850nmw połączeniu z laserami światłowodowymi wielomodowymi i laserami VCSEL. Tłumienie wynosi około 2,5 dB/km - w porównaniu do fal jednomodowych-, ale nie ma to znaczenia, gdy łącza pozostają poniżej 400 metrów. VCSEL są produkowane w dużych ilościach, co sprawia, że ​​moduły 850 nm są zdecydowanie najtańszą opcją. Ograniczenie odległości wynika z dyspersji modowej: światłowód wielomodowy obsługuje wiele ścieżek światła, które docierają do odbiornika w nieco różnym czasie. Przy 10 Gb/s przez światłowód OM4 uzyskujesz około 400 metrów; przy większych prędkościach odległość ta maleje.

 

1310nmdziała w oparciu o światłowód-jednomodowy z rdzeniem o średnicy 9 µm. Tłumienie spada do około 0,35 dB/km na ITU-T G.652, a dyspersja chromatyczna przy tej długości fali prawie zanika. Dzięki tej kombinacji pasmo 1310 nm-dobrze nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań-jednomodowych, od połączeń wzajemnych w budynkach o długości poniżej{10} km po łącza dostępu do metra o długości 40 km.

 

1550nmosiąga najniższe tłumienie światłowodu na poziomie około 0,20 dB/km. Dzięki przewadze o 0,15 dB/km w porównaniu ze związkami o długości fali 1310 nm na dystansie - na 100 km oszczędzasz 15 dB budżetu łącza. Co ważniejsze, 1550 nm obsługuje wzmocnienie optyczne poprzez EDFA i znajduje się w środku pasma C-wykorzystywanego doSystemy DWDM. W przypadku łączy-długodystansowych ze wzmocnieniem lub łączy zorientowanych na DWDM-praktyczny wybór to zwykle 1550 nm.

 

Kompromisem przy 1550 nm jest dyspersja chromatyczna - około 17 ps/nm·km w standardowym włóknie. Przy szybkości 100 Gb/s na dystansie 80+ km zazwyczaj potrzebna jest kompensacja poprzez-kompensację dyspersji światłowodem lub cyfrowe przetwarzanie sygnału w koherentnych transiwerach. NowoczesnyWtyczki spójne 400G QSFP-DDobsługiwać dyspersję cyfrowo.

 

 

Dopasowywanie długości fal do typów modułów

Jednym z powtarzających się źródeł zamieszania przy wyborze modułów jest to, w jaki sposób długości fal odpowiadają oznaczeniom SR/LR/ER/DWDM na zamówieniach.

• SR (krótki zasięg)moduły działają w paśmie 850 nm przez światłowód wielomodowy. Obejmują one-stosowanie-stosowania do regałów i budowania-połączeń wewnętrznych, w których odległości nie przekraczają kilkuset metrów. W głównym nurcie optyki Ethernet, SR zazwyczaj oznacza tryb wielomodowy 850 nm.
• LR (duży zasięg)moduły zazwyczaj wykorzystują światłowód 1310 nm-jednomodowy i zapewniają zasięg 10 km. Niektóre warianty 100G i 400G LR4 wykorzystują długości fal CWDM około 1310 nm multipleksowane wewnątrz modułu.
• ER (rozszerzony zasięg)moduły działają w paśmie 1550 nm i zapewniają zasięg 40 km. Wyższa moc nadawania i mniejsze tłumienie światłowodu przy tej długości fali umożliwiają zwiększenie odległości.
• Moduły DWDMużywaj precyzyjnych długości fal w paśmie C- (1530–1565 nm) z odstępem między kanałami wynoszącym zaledwie 0,8 nm. Wymagają one uporządkowania-określonej długości fali i zazwyczaj obejmująsprzęt multipleksujący/demuxdo łączenia i rozdzielania kanałów.

 

 

Najczęstsze błędy w wyborze

Wielokrotnie pojawiają się trzy problemy związane z-długością fali:

• Mieszanie trybu wielomodowego i pojedynczego-.Transceiver 850 nm podłączony do światłowodu jednomodowego (rdzeń 9 µm) wykazuje nadmierną utratę sprzężenia i nie tworzy działającego łącza. Typ światłowodu w dużej mierze determinuje długość fali i rodzinę modułów, których należy użyć. - Rzadko istnieje praktyczne obejście tego problemu poza ponownym-okablowaniem.
• Błędy parowania długości fali BiDi.Moduły dwukierunkowe wykorzystują dwie różne długości fal w jednym splocie światłowodu. Muszą być one rozmieszczone jako dopasowane pary: jeśli jeden koniec transmituje 1270 nm i odbiera 1330 nm, drugi koniec musi transmitować 1330 nm i odbierać 1270 nm. Zainstalowanie dwóch modułów o tej samej długości fali TX na obu końcach oznacza, że ​​obie strony transmitują na tej samej długości fali bez odbiornika dostrojonego do jej słyszenia.
• Przesadny zasięg.Moduły-o dużym zasięgu mają większą moc nadawczą, która może przeciążać odbiornik na krótkich łączach. Jeśli rzeczywista odległość wynosi 500 metrów, nie instaluj optyki ER przystosowanej do zasięgu 40 km - możesz potrzebować tłumików, aby uniknąć nasycenia odbiornika, co zwiększa koszty i powoduje kolejny potencjalny punkt awarii. Dopasuj moduł do swoich rzeczywistych wymagań dotyczących odległości.

 

 

Wybór długości fali według odległości

Dystans	Długość fali	Typ włókna	Typowy przypadek użycia
Poniżej 100 m	850nm	Tryb wielomodowy OM3/OM4	Wewnątrz-szafy, połączenia TOR
100–400m	850nm	Wielomodowy OM4	Wewnątrz-budynku, hale centrum danych
500 m–2 km	1310nm	Tryb pojedynczy-OS2	Kampus, budynek łącznikowy
2–10 km	1310nm	Tryb pojedynczy-OS2	Dostęp do metra, korporacyjna sieć WAN
10–40 km	1310nm lub 1550nm	Tryb pojedynczy-OS2	Rdzeń Metro (1550 nm dodaje margines)
40–80 km	1550nm	Tryb pojedynczy-OS2	Metro DCI, regionalny szkielet
80km+	1550nm	Tryb pojedynczy-OS2	Transmisja długodystansowa-(wzmocnienie lub koherentny procesor DSP)

Dokładne nazewnictwo modułów (DR, FR, LR4, ER4, ZR itp.) zależy od klasy prędkości i rodziny standardów. Przy wyższych przepływnościach moduły mogą mieć inne oznaczenia niż przy 10G.

 

 

Kiedy wybrać każdą długość fali

Wybierz 850nm, gdy:

• Wszystkie linki pozostają poniżej 400 metrów
• Światłowód wielomodowy (OM3/OM4) jest już zainstalowany
• Koszt na port ma większe znaczenie niż przyszła elastyczność
• Budujesz-najwyższe-połączenia szaf w hali centrum danych
•  

Wybierz 1310nm, gdy:

• Linki mieszczą się w zakresie od-km do 40 km
• Dostępny jest światłowód jednomodowy-
• Chcesz prostoty wdrażania bez kompensacji dyspersji
• Budżet ma znaczenie, ale potrzebujesz większego zasięgu, niż zapewnia tryb wielomodowy
•  

Wybierz 1550nm, gdy:

• Linki przekraczają 40 km
• Potrzebujesz wzmocnienia optycznego (kompatybilność z EDFA)
• Planowana jest rozbudowa pojemności DWDM
• Budujesz metro DCI lub infrastrukturę szkieletową-długodystansową
•  

Dla organizacji planujących wzrost wydajności poprzezMultipleksowanie z podziałem długości fali CWDM, zarówno 1310nm, jak i 1550nm mieszczą się w użytecznych oknach CWDM. Wdrożenie infrastruktury jednomodowej od samego początku otwiera drzwi do rozbudowy WDM.

 

 

Rozważania dotyczące infrastruktury światłowodowej

Istniejące włókno często decyduje o wyborze długości fali w większym stopniu niż wymagania dotyczące odległości.

Budynki wielomodowe.Jeśli Twoje budynki mają tryb wielomodowy OM1 lub OM2 ze starszej instalacji, jesteś ograniczony do 850 nm przy zmniejszonej odległości w porównaniu do OM3/OM4. Kiedy te przebiegi będą wymagały przedłużenia, staniesz przed wyborem: zastosować nowy tryb pojedynczy-lub pracować w ramach ograniczeń.

Elastyczność w jednym-trybie.Po zainstalowaniu światłowód-jednomodowy obsługuje zarówno 1310 nm, jak i 1550 nm -, a także przyszłe ulepszenia prędkości (40G, 100G, 400G) poprzez zamianę tylkomoduły nadawczo-odbiorcze. Różnica w kosztach kabla światłowodowego jest marginalna; transiwery są wymienne; włókno jest trwałe. W przypadku wielu instalacji typu greenfield tryb pojedynczy-jest bezpieczniejszym wyborem-w perspektywie długoterminowej, ponieważ pozostawia więcej miejsca na przyszłe zwiększenie zasięgu i szybkości.

 

 

Podstawy budżetu łącza

Odległość znamionowa podana w arkuszu danych transiwera zakłada idealne warunki: czyste złącza,{0}}specyfikacje światłowodu, minimalna liczba punktów połączeń. Rzeczywiste instalacje powinny uwzględniać tłumienie światłowodu (0,35 dB/km przy 1310 nm, 0,20 dB/km przy 1550 nm), tłumienie złącza (0,3–0,5 dB na sparowaną parę), punkty połączeń i margines bezpieczeństwa 2–3 dB na starzenie się i zmiany środowiskowe.

Czystość złącza ma większe znaczenie, niż większość ludzi zdaje sobie sprawę. Cząsteczka kurzu o średnicy zaledwie kilku mikronów może powodować sporadyczne błędy, które są trudne do zdiagnozowania. Zawsze sprawdzaj złącza przed podłączeniem. - zanieczyszczone złącza są częstą przyczyną awarii łącza optycznego, które początkowo wydają się być problemami z modułem.

 

 

Odniesienie do standardów

Wszystkie trzy długości fal podlegają międzynarodowym standardom zapewniającym interoperacyjność-różnych dostawców:

• IEEE 802.3definiuje interfejsy optyczne Ethernet: 10GBASE-SR (850nm), 10GBASE-LR (1310nm), 10GBASE-ER (1550nm)
• ITU-T G.652określa charakterystykę światłowodu-jednomodowego na potrzeby obliczeń budżetu łącza 1310 nm i 1550 nm
• ITU-T G.694.1standaryzuje siatkę kanałów DWDM używaną w systemach-pasma C 1550 nm

Podczas określaniaoptyczne moduły nadawczo-odbiorcze, zawsze sprawdź, czy oba końce łącza korzystają z pasujących długości fal. Nadajnik 1310 nm w połączeniu z odbiornikiem 850 nm nie utworzy-działającego łącza zgodnego ze standardami -, czułość odbiornika nie obejmuje tej przerwy długości fal. Jedynym zamierzonym wyjątkiem są moduły BiDi, które należy wdrożyć jako dopasowane pary długości fal TX/RX.

 

 

Często zadawane pytania