Kiudtransiiveri tüübid saavad hakkama erinevate lainepikkustega

 

Kiudtransiiverite tüübid töötavad kindlatel lainepikkustel -peamiselt 850 nm, 1310 nm ja 1550 nm-, millest igaüks on optimeeritud erinevatele edastuskaugustele ja kiutüüpidele. Arusaamine, kuidas kiudtransiiverid käsitlevad lainepikkuse valikut, määrab signaali ulatuse, infrastruktuuri ühilduvuse ja rakenduste sobivuse.

See lainepikkuse spetsiifilisus eksisteerib, kuna optilistel kiududel on infrapunaspektri ulatuses erinevad sumbumisomadused. Lainepikkusel 850 nm kogeb mitmemoodilise kiu signaali kadu ligikaudu 2,5 dB/km, samal ajal kui ühemoodilise -moodiga kiud 1550 nm juures saavutab 0,3 dB/km-erinevuse, mis tähendab sadade kilomeetrite edastusvõimet.

 

 

Standardsed lainepikkuste kategooriad ja nende rakendused

 

Fiiberoptilises sides domineerivad kolm lainepikkusriba ja erinevad kiudtransiiveri tüübid teenindavad füüsikal ja majandusel põhinevaid erinevaid võrgusegmente.

850 nm: lühike-ulatusega mitmerežiimiline ülekanne

850 nm lainepikkus loob andmekeskustes ja ettevõtete võrkudes{1}}lühiühendused. Need transiiverid kasutavad mitmemoodilist kiudu, mille südamiku läbimõõt on 50 või 62,5 mikronit, võimaldades mitmel valgusrežiimil korraga levida.

Kauguse võimalused sõltuvad andmeedastuskiirusest. 1 Gbps SFP moodul ulatub OM2 mitmemoodilise kiu kaudu 550 meetrini, samas kui 10 Gbps SFP+ moodulid edastavad OM3 kaudu kuni 300 meetrit ja 100 Gbps QSFP28 moodulid haldavad OM4 kaudu 100 meetrit. Suuremad andmeedastuskiirused vähendavad edastuskaugust, kuna modaalne hajumine{12}}valgusimpulsside levimine erinevatel leviteedel-piirab ribalaiuse{14}}kaugusprodukte.

Majandusteadus eelistab lühikeste linkide jaoks 850 nm. LED- ja VCSEL-valgusallikad (vertikaalne-õõnespind-kiirgav laser) maksavad oluliselt vähem kui pikemate lainepikkuste jaoks vajalikud DFB-laserid. Kiudtransiiveritüüpide hulgas võib tüüpiline 850 nm SFP maksta 15-25 dollarit, samas kui 1310 nm ekvivalent maksab 40-60 dollarit. See hinnaeelis muudab 850 nm standardiks riiulivaheliste ühenduste jaoks, kus vahemaa jääb alla 500 meetri.

Temperatuuri stabiilsus on peamine tehniline väljakutse. VCSEL-id nihutavad temperatuuri muutudes lainepikkuse väljundit, põhjustades potentsiaalselt täiendavat hajumist mitmemoodilises kius. Tööstusliku -klassi 850 nm transiiverid (-40 kuni 85 kraadi) peavad selle triiviga arvestama, samas kui kaubandusliku kvaliteediga seadmed (0 kuni 70 kraadi) töötavad kontrollitud keskkondades.

1310 nm: keskmine{1}}ulatuse mitmekülgsus

1310 nm lainepikkus on ülikoolilinnakuvõrkude, suurlinnade juurdepääsurõngaste ja keskmiste -transpordivahendite tööhobune. See lainepikkus töötab nii ühe-režiimi kui ka mitmemoodilise kiu puhul, kuigi üle 2 km vahemaade puhul domineerib üksikrežiim.

Kiudude sumbumine lainepikkusel 1310 nm mõõdab standardse OS1/OS2 ühemoodilise kiu puhul ligikaudu 0,4 dB/km. -3 dBm edastusvõimsuse ja -20 dBm vastuvõtja tundlikkusega transiiver tagab 17 dB lingi eelarve, toetades ligikaudu 40 km läbimist, võttes arvesse pistikukadude ja süsteemi varu.

Kromaatiline dispersioon-valgusimpulsside levimine lainepikkusest-sõltuvatest levimiskiirustest-saab standardse ühemoodi{4}}kiu puhul miinimumini umbes 1310 nm. See "null-hajumise" punkt võimaldab 10 Gbps NRZ-signaalidel levida 40 km kaugusele ilma hajuvuse kompenseerimiseta. 1550 nm juures vajaks sama signaal hajutamist{11}}kompenseerivat kiudoptilist või täiustatud modulatsiooniskeeme kaugemale kui 20 km.

Levinud 1310 nm rakendused hõlmavad FTTx-i juurutusi (kiud koju, hoonesse või äärekividesse), kus vahemaad jäävad tavaliselt vahemikku 10–20 km. PON (Passive Optical Network) süsteemid kasutavad sageli ülesvoolu liikluseks 1310 nm, mis on BiDi konfiguratsioonides ühendatud 1490 nm või 1550 nm allavoolu lainepikkustega.

1310 nm riba toetab ka CWDM (jämedate lainepikkuste jaotusega multipleksimise) kanaleid vahemikus 1270 nm kuni 1330 nm 20 nm vahedega. Need värvilised transiiverid võimaldavad mitut paralleelset ühendust ühe kiupaari kaudu, mitmekordistades tõhusalt infrastruktuuri läbilaskevõimet ilma täiendavaid kaableid paigaldamata.

1550 nm: Pikk{1}}veoülekande selgroog

1550 nm lainepikkus saavutab optilise kiu puhul väikseima sumbumise, -ligikaudu 0,3 dB/km standardse ühe-režiimi korral ja 0,2 dB/km täiustatud väikese{5}}kaoga kiu puhul. See füüsiline eelis teeb 1550 nm eksklusiivseks valikuks üle 40 km pikkuste distantside jaoks.

Pika-ulatusega rakendused ulatuvad standardsete transiiveritega 40 km-lt 80 km-ni, samas kui laiendatud-ulatusega ja ülipika-ulatusega-variandid hõlmavad 120-160 km. Need pikemad lingid nõuavad kõrgema-kvaliteediga DFB (hajutatud tagasiside) lasereid, mis hoiavad kromaatilise hajutamise efektide minimeerimiseks kitsa spektraallaiuse-tavaliselt alla 1 nm-.

C-riba (1530–1565 nm), mis ümbritseb lainepikkust 1550 nm, on aluseks DWDM-süsteemidele (Dense Wavelength Division Multiplexing). DWDM-kanalid eraldavad üksteisest nii tihedalt kui 50 GHz (0,4 nm) ruumi, võimaldades ühel kiul koos eksisteerida 40, 80 või isegi 96 lainepikkusel. 100 Gbps koherentne DWDM-transiiver, mis töötab umbes 1550 nm, suudab sobiva võimendusega edastada 1000 km või rohkem.

Erbium-Legeeritud kiudvõimendid (EDFA-d) töötavad eranditult C-- ja L--sagedusalas (1565-1625 nm), võimaldades optilist võimendamist ilma elektrilise regenereerimiseta. See võime muudab 1550 nm ainsa praktilise valiku veealuste kaablite ja maapealsete magistraalühenduste jaoks, kus iga 80–100 km järel võimendus laiendab kogu ulatuse tuhandete kilomeetriteni.

Dispersioonikompensatsioon muutub kriitiliseks 1550 nm juures. Standardse ühemoodi{2}}kiudude kromaatiline dispersioon on sellel lainepikkusel ligikaudu 17 ps/(nm·km). 10 Gbps 0,4 nm spektraallaiusega signaal kogub 68 ps dispersiooni 10 km jooksul,{9}}piisavalt, et põhjustada sümbolitevahelisi häireid ilma kompensatsiooni või täiustatud modulatsioonita.

 

Kahesuunalised ja WDM-transiivertehnoloogiad

 

Traditsioonilised kiudtransiiveritüübid kasutavad edastamiseks ja vastuvõtmiseks eraldi kiude. BiDi (kahesuunaline) ja WDM tehnoloogiad muudavad seda mudelit, edastades mitu lainepikkust üle ühe kiu.

BiDi transiiveri lainepikkuste paarid

BiDi transiiverid integreerivad WDM-siduri, mis eraldab ühel kiul vastassuunas liikuvad edastus- ja vastuvõtulainepikkused. Levinud lainepikkuste paarid hõlmavad 1310 nm/1490 nm lühikeste ja keskmiste vahemaade jaoks (10-40 km) ja 1490 nm/1550 nm pikema ulatuse jaoks (40-80 km).

Punktis A asuv transiiver edastab lainepikkusel 1310 nm, vastuvõtmisel aga 1490 nm. Punkti B transiiver edastab tagurpidi-1490 nm ja võtab vastu lainepikkusel 1310 nm. See sobitatud-paarmeetod nõuab hoolikat juurutamise planeerimist, kuna kokkusobimatute lainepikkuste segamine katkestab lingi.

BiDi tehnoloogia kahekordistab kiudoptilise infrastruktuuri võimsust ilma täiendavaid kaableid paigaldamata. 12{5}}kiudude kimp, mis traditsiooniliselt toetas 6 duplekslinki, saab nüüd toetada 12 BiDi ühendust. Andmekeskuse operaatorid kasutavad seda eelist kallite kiudude ehitamise edasilükkamiseks, eriti kanalitega piiratud linnakeskkonnas.

Peamine tehniline väljakutse hõlmab lainepikkuse isoleerimist. Signaali häirete vältimiseks peab WDM-i sidur tagama vähemalt 15{3}}20 dB isolatsiooni edastus- ja vastuvõtuteede vahel. Madalama kvaliteediga sidurid põhjustavad ülekõla, mis halvendab bitivigade määra, eriti suurema andmeedastuskiiruse korral, kus ajavarud karmistavad.

Hiljuti hakati tootmist kasutama 25G SFP28 BiDi mooduleid, mis kasutasid 1270 nm/1330 nm lainepikkuste paare ühemoodilise kiu kaudu 10 km edastuseks. Need transiiverid toetavad 5G esi- ja kesk{8}}rakendusi, mille puhul kiu saadavus piirab võrgu laienemist, kuid ribalaiuse nõuded kasvavad jätkuvalt.

CWDM-i kanali organisatsioon

CWDM transiiverid töötavad 18 standardiseeritud lainepikkusel vahemikus 1270 nm kuni 1610 nm täpselt 20 nm vahedega. Kanalite tähistused järgivad ITU-T G.694.2 spetsifikatsioone, nummerdatud järjestikku 1270, 1290, 1310... kuni 1610.

Iga CWDM-kanal töötab iseseisvalt, kandes mis tahes protokolli või andmeedastuskiirust vahemikus 1 Gbps kuni 100 Gbps. Võrgukujundajad määravad erinevatele liiklustüüpidele kindlad lainepikkused -1310 nm ettevõtte andmete jaoks, 1470 nm salvestusruumi replikatsiooni jaoks, 1550 nm varuahelate jaoks – kõik jagavad ühte kiupaari.

Linkide eelarved varieeruvad lainepikkuste lõikes tänu erinevatele kiudude sumbumisprofiilidele. 1310 nm CWDM kanali kadu on 0,4 dB/km, samas kui 1610 nm kanalil 0,4-0,5 dB/km. Vee neeldumispiigid lainepikkusel 1383 nm piirasid ajalooliselt seda "veepiigi" kanalit, kuigi madala -veepiigi (LWP) kiud kõrvaldas selle piirangu tänapäevastes kasutustes.

CWDM-tehnoloogia nõuab vähem täpset lainepikkuse juhtimist kui DWDM, vähendades oluliselt transiiveri kulusid. 10G CWDM SFP+ võib maksta 80–120 dollarit, võrreldes DWDM-i ekvivalendi 300–500 dollariga. See ökonoomika muudab CWDM-i atraktiivseks 40–60 km pikkuste ja 4–8 lainepikkuste nõuetega metroovõrkude jaoks.

Temperatuuri triiv kujutab endast juhitavat väljakutset. CWDM laseri lainepikkused võivad töötemperatuuri vahemikus nihkuda ±2-3 nm. 20 nm kanalite vahe tagab piisava kaitseriba, et vältida külgnevate kanalite vahelisi häireid isegi halvimatel temperatuuritingimustel.

DWDM täppislainepikkuse juhtimine

DWDM-transiiverid töötavad palju väiksema lainepikkuse tolerantsiga, tavaliselt ±0,05 nm (±6,25 GHz) piires neile määratud ITU kanalist. C-riba mahutab 88 kanalit 50 GHz vahega (0,4 nm) või 44 kanalit 100 GHz vahega (0,8 nm).

Kanali sagedused saavad standardsed tähised: kanal 20 on 1561,42 nm (192,0 THz), kanal 30 1553,33 nm (193,0 THz) ja nii edasi. Võrguoperaatorid valivad konkreetsed kanalid võimendi profiilide, olemasoleva infrastruktuuri ja hajuvusomaduste põhjal.

Temperatuuri stabiliseerimine muutub DWDM-transiiverite jaoks kohustuslikuks. Integreeritud termoelektrilised jahutid (TEC) hoiavad laservormi konstantsel temperatuuril olenemata ümbritsevatest tingimustest. See termoregulaator lisab 100–200 dollarit transiiveri kohta, kuid tagab lainepikkuse täpsuse, mis on piisav 50 GHz kanalite vahekauguseks.

Häälestatavad DWDM-transiiverid välistavad fikseeritud{0}}lainepikkusega varude haldamise. Üks häälestatav transiiver võib liikuda 40–96 ITU kanali vahel kas tarkvara juhtimise või välise häälestusseadmete kaudu. Häälestatav tehnoloogia maksab 2–3 korda rohkem kui fikseeritud lainepikkus, kuid töö paindlikkus õigustab varustrateegia ja kiire varustamise stsenaariumide lisatasu.

Hiljutised edusammud ränifotoonikas on vähendanud DWDM-transiiveri energiatarbimist, suurendades samal ajal integratsioonitihedust. 400G DWDM QSFP-DD-moodul tarbib 14 W-poole eelmise-põlvkonna diskreetsete rakenduste võimsusest-, toetades samal ajal edastust kuni 80 km ulatuses koos edasiste veaparandustega.

 

 

Lainepikkuse valikukriteeriumid erinevate stsenaariumide jaoks

 

Kiudtransiiveritüüpide ja nende lainepikkuste vahel valimine hõlmab kauguse nõuete, kiu infrastruktuuri, andmeedastuskiiruste ja eelarvepiirangute tasakaalustamist.

Vahemaa{0}}valik

Alla 500 meetri pikkuste ühenduste jaoks pakuvad 850 nm mitmemoodilised transiiverid parimat kulu-jõudlussuhet. Tüüpiline 10 GBASE-SR SFP+ maksab 25–40 dollarit ja töötab olemasoleva OM3/OM4 mitmerežiimilise infrastruktuuriga, mis on levinud andmekeskustes ja ülikoolilinnakute võrkudes.

500 m kuni 10 km ulatus nõuab saadaolevate kiudtransiiveritüüpide hulgast tavaliselt 1310 nm ühe režiimiga{3}}võimalusi. Need keskmise ulatusega-moodulid maksavad olenevalt andmeedastuskiirusest ja funktsioonikomplektist 50-100 dollarit. Hoonete ja hoonetevahelised ühendused, ülikoolilinnakute jaotusvõrgud ja metroo juurdepääsuvõrgud töötavad peamiselt 1310 nm juures tänu soodsale kulude, hajuvusomaduste ja saadavuse tasakaalule.

Üle 10 km sõltub lainepikkuse valik sellest, kas võimendus on vajalik. Võimendita lingid vahemikus 10–40 km töötavad hästi lainepikkusel 1310 nm, eriti ettevõtete rakendustes, kus lihtsus on oluline. Üle 40 km pikkuste vahemaade puhul muutub 1550 nm kohustuslikuks, et kasutada madalamat sumbumist ja võimaldada EDFA võimendust, kui ühendus ulatub kaugemale kui 80 km.

Kiudoptilise infrastruktuuri piirangud

Olemasolev kiudinfrastruktuur dikteerib sageli saadaolevate kiudtransiiveritüüpide lainepikkuse valikuid. Pärand mitmerežiimilised installatsioonid piiravad valikuvõimalusi 850 nm transiiveritega, kuigi ulatus jääb piiratuks. 1310 nm ühemoodi-transiiveri kasutuselevõtt mitmemoodilisele kiudule töötab väga lühikestel vahemaadel (alla 100 m), kuid raiskab ühe-režiimiga transiiveri kaugusevõimet.

Kiudude arvu kättesaadavus mõjutab BiDi ja WDM-i kasutuselevõttu. Kiudude nappusega võrgud,{1}}tavalised piiratud kanaliruumiga suurlinnapiirkondades-, saavad kasu BiDi-tehnoloogiast, mis kahekordistab ühe kiu ahela võimsust. 6 kiupaariga seade toetab 12 dupleksühendust, kasutades traditsiooniliste arhitektuuride asemel BiDi transiivereid.

CWDM ja DWDM muutuvad kulutõhusaks{0}}, kui lisate olemasoleva kiu kaudu 4 või enam ühendust. Värviliste transiiverite ja passiivsete multiplekserite lisamaksumus on 500–1500 dollarit lainepikkuse kohta, mis on tunduvalt madalam kui 50 000–500 000 dollarit uute kiudoptiliste kanalite paigaldamisel linnakeskkondades.

Protokoll ja andmeedastuskiiruse tegurid

Suuremad andmeedastuskiirused toovad üldiselt kasu lühematest lainepikkustest-lühiulatuslike rakenduste. 100G ja 400G andmekeskuste vastastikused ühendused kasutavad 850 nm PAM4 signaali mitmemoodilise kiu kaudu alla 150 meetri pikkuste ühenduste jaoks. Mitmemoodilise kiu laiem ribalaius 850 nm juures võimaldab PAM4 modulatsiooni suurenenud spektraalset sisu.

Pika ulatusega-kiire{1}}lingid kasutavad keerulist koherentset modulatsiooni 1550 nm juures. 400 G-ZR transiiver, mis edastab üle 120 km, kasutab kahe-polarisatsiooniga 16QAM koherentset tuvastamist, mis nõuab 1550 nm madalat kadu koos DWDM lainepikkuse täpsusega, et multipleksida mitu 400 G kanalit ühel kiupaaril.

Fiber Channel salvestusvõrgud kasutavad valdavalt 850 nm lühikeste ühenduste jaoks andmekeskuses ja 1310 nm rajatistevahelise salvestusruumi replikatsiooni jaoks. Fibre Channel lülitite ja hostsiini adapterite väljakujunenud ökosüsteem toetab neid kiudtransiiveri tüüpe koos kinnitatud koostalitlusvõimega.

 

Turu dünaamika ja tehnoloogiatrendid

 

Ülemaailmne optiliste transiiverite turg ulatus 2024. aastal 12,6–13,6 miljardi dollarini ja prognoosib 25–42 miljardit dollarit aastaks 2030–2033, mis peegeldab 13–16% aastaseid kasvumäärasid. Andmekeskused moodustavad ligikaudu 61% transiiveri nõudlusest, millele järgnevad telekommunikatsioonirakendused.

Ühemoodilised kiudtransiiverid domineerivad 57% turuosaga, mis on tingitud kasvavatest katvusnõuetest nii hüperskaala andmekeskustes (rajatistevahelise ühenduvuse jaoks) kui ka telekommunikatsioonivõrkudes (5G esiühenduse ja metrooühenduse jaoks). Mitmemoodilised transiiverid säilitavad 43% osakaalu, kuid kasvavad aeglasemalt 13-15% CAGR-ga võrreldes üherežiimiliste 14–16% kasvuga.

Üleminek 400G ja 800G transiiveritele kiirendab lainepikkuse keerukust. 800G-moodulid kasutavad 8 rada 100G PAM4 signaali, tavaliselt 850nm lühikese ulatuse korral või sidusat 1550nm pikemate vahemaade puhul. Tööstusharu prognoosid eeldavad, et 800G transiiveri tarne suureneb 2025. aastal 60%, peamiselt tehisintellekti koolitusklastrite ja hüperskaala pilveühenduste jaoks.

Ränifotoonikatehnoloogia vähendab transiiveri kulusid, parandades samal ajal jõudlust. Optiliste komponentide integreerimine räniplaatidele suurendab pooljuhtide tootmise mastaabisäästu, mis võib 2026. aastaks langetada 400G transiiveri kulud alla 500 dollari – see on tase, mis muudab 400G konkurentsivõimeliseks 100G-ga uute juurutuste puhul.

MWDM (keskmise lainepikkusega jaotusega multipleksimine) tekkis 2024. aastal 5G võrkude jaoks, kasutades 12 lainepikkust vahemikus 1267,5 nm kuni 1374,5 nm 3,5 ja 7 nm vahedega. Need transiiverid jagavad erinevuse CWDM-i laia ja DWDM-i kitsa vahekauguse vahel, optimeerides kulusid ja kanalite arvu eesliinirakenduste jaoks, mis nõuavad 6–12 lainepikkust 10 km kaugusel.

Kaas{0}}pakendatud optika (CPO) esindab järgmist piiri, paigutades transiiverid otse lüliti ränile, mitte kasutama ühendatavaid mooduleid. See integratsioon vähendab energiatarbimist 30–40%, parandades samal ajal signaali terviklikkust. Esialgsed CPO juurutused on suunatud 51,2 Tbps ja 102,4 Tbps kommutaatoritele, mis töötavad 800 G ja 1,6 T pordi kohta, kus traditsiooniline ühendatava transiiveri soojuse hajutamine tekitab disainiprobleeme.

 

Rakendamise kaalutlused

 

Edukas lainepikkuse kasutuselevõtt nõuab tähelepanu mitmetele tehnilistele ja operatiivsetele teguritele.

Optilise võimsuse eelarve arvutused

Iga kiudühendus vajab piisavat optilise võimsuse eelarvet-erinevus saatja väljundvõimsuse ja vastuvõtja tundlikkuse vahel-, et ületada kiudude kadu, pistikukadusid ja säilitada süsteemi varu.

Standardarvutus: 1310 nm LR-transiiver edastab kiirusega -3 dBm ja võtab vastu -20 dBm, pakkudes 17 dB lingi eelarvet. Üle 35 km kiudoptilist (0,4 dB/km × 35 km=14 dB), lisades kaks pistikut (mõlemad 0,5 dB) ja 3 dB süsteemi varu on kokku 18 dB. See link ebaõnnestub halvimatel juhtudel.

Uuendamine 1550 nm ER transiiverile, mille saatevõimsus on -1 dBm ja vastuvõtja tundlikkus -24 dBm, annab 23 dB eelarve. Samal 35 km pikkusel lingil on nüüd piisav varu: 35 km × 0,3 dB/km + 1 dB pistikud + 3 dB varu=14.5 dB, jättes 8,5 dB varu kiudude vananemise ja temperatuurimuutuste jaoks.

Lainepikkuse ühilduvuse nõuded

Otseühendusega transiiverid peavad töötama identsetel lainepikkustel, välja arvatud BiDi konfiguratsioonis. 1310 nm transiiver ei saa suhelda 1550 nm transiiveriga isegi siis, kui mõlemad kasutavad ühe-režiimiga kiudu-, vastuvõtja fotodiood ei tuvasta tõhusalt valet lainepikkust.

CWDM- ja DWDM-süsteemid nõuavad sobiva lainepikkusega{0}}transiiivereid ja õigesti konfigureeritud multipleksereid. 1470 nm CWDM transiiver peab ühendama multiplekseri 1470 nm porti. Lainepikkuste valesti ühendamine põhjustab signaali pigem väljafiltreerimise kui edastamise.

BiDi transiivereid on sobitatud paarides, mis on märgistatud "A" ja "B" või "ülesvoolu" ja "allavoolu". A-pool võib edastada 1310nm/vastuvõtt 1490nm, samas kui B-pool edastab 1490nm/vastuvõtt 1310nm. Kahe A-poolse transiiveri paigaldamine loob mittefunktsionaalse lingi, mille mõlemad otsad edastavad samal lainepikkusel.

Keskkonnasõbralik töövahemik

Transiiveri keskkonnaspetsifikatsioonid määravad kasutuselevõtu sobivuse. Kaubandus-klassi moodulid (0-70 kraadi) töötavad kliimaga-kontrollitud andmekeskustes ja keskkontorites. Tööstusliku kvaliteediga transiiiverid (-40 kuni 85 kraadi) saavad hakkama välikapid, mobiilsidetornid ja karmid tootmiskeskkonnad.

Pikendatud{0}}temperatuuriga transiiiverid maksavad 30–50% rohkem kui kaubanduslikud ekvivalendid. 10G SFP+ BiDi mooduli puhul eeldage, et kaubanduslik hind on 60–80 dollarit ja tööstuslik hind 90–120 dollarit. Hinnalisa suurendab töökindlust äärmuslike temperatuuride korral, mis võib põhjustada kaubanduslike transiiverite väljalülitamise või tõrkeid.

Lainepikkuse stabiilsus kogu temperatuurivahemikus on DWDM-i jaoks olulisem kui CWDM-i jaoks. DWDM-transiiver peab hoidma oma ITU kanalit ±0,05 nm piires kogu tööpiirkonnas, mis nõuab aktiivset temperatuurikompensatsiooni. CWDM-i ±2–3 nm lainepikkuse triiv jääb 20 nm kanalite vahele, seega piisab passiivsest soojusjuhtimisest.

 

Korduma kippuvad küsimused

 

Kas ma saan sama kiu puhul kasutada erineva lainepikkusega transiivereid?

Ei, otse punkt{0}}punkti-linkide jaoks. Mõlemad otsad peavad kasutama identseid lainepikkusi - 1310 nm kuni 1310 nm või 1550 nm kuni 1550 nm. Ainus erand on BiDi tehnoloogia, mis kasutab tahtlikult erinevaid lainepikkusi vastassuundades (näiteks 1310 nm ühel suunal, 1490 nm teisel viisil). Multiplekseriga CWDM- või DWDM-süsteemide puhul saate samal kiul käitada mitut lainepikkust, kuid iga lainepikkuste paar peab siiski mõlemas otsas ühtima.

Miks on 850 nm ulatus lühem kui 1310 nm või 1550 nm?

Optiline kiud nõrgendab valgust rohkem lühematel lainepikkustel. 850 nm juures kaotab mitmemoodiline kiud umbes 2,5 dB kilomeetri kohta, samal ajal kui ühemoodiline kiud 1310 nm juures kaotab umbes 0,4 dB/km ja 1550 nm kiud ainult 0,3 dB/km. Üle 10 km on erinevus tohutu: 25 dB 850 nm juures versus 3 dB lainepikkusel 1550 nm. Lisaks kasutab 850 nm mitmemoodilist kiudu, mis kannatab modaalse dispersiooni tõttu, mis piirab nii kaugust kui ribalaiust.

Kuidas ma tean, kas mu olemasolev kiud toetab erinevaid lainepikkusi?

Kõigepealt kontrollige kiu tüüpi. Mitmemoodiline kiud (OM1, OM2, OM3, OM4) töötab praktiliste vahemaade jaoks ainult 850 nm transiiveritega. Ühemoodi{7}}kiud (OS1, OS2) toetab nii 1310 nm kui ka 1550 nm lainepikkusi. Kui teil on installitud ühemoodi{13}}kiud, saate vabalt vahetada 1310 nm ja 1550 nm transiiivereid, kui mõlemad otsad ühtivad. Enne 2000. aastat paigaldatud pärandkiu "veepiik" võib olla umbes 1383 nm, mis blokeerib CWDM-i kanalid selles vahemikus.

Mis juhtub, kui ma kogemata segan lainepikkusi?

Linki ei õnnestu luua või see töötab äärmiselt kõrge bitiveamääraga. Fotodioodvastuvõtjad optimeerivad kindlate lainepikkuste vahemike jaoks-1310 nm vastuvõtjal on 1550 nm juures halb tundlikkus ja 850 nm juures peaaegu puudub reaktsioon. Multiplekseritega CWDM/DWDM-süsteemides filtreerivad valed lainepikkusega ühendused signaali lihtsalt välja. BiDi mittevastavuse tõttu mõlemad transiiverid edastavad, kuid kumbki ei võta vastu, mille tulemuseks on täielik sidetõrge.

 

Lainepikkuse kasutamise tehniline areng

 

Tööstus jätkab lainepikkuste piiride nihutamist materjalide, modulatsiooniskeemide ja integratsioonitehnikate uuenduste kaudu, mis mõjutavad kiudtransiiveri tüüpe.

Kvantpunktlaserid võimaldavad laiemat temperatuuri töötamist ilma aktiivse jahutuseta, mis võib potentsiaalselt vähendada DWDM-transiiveri kulusid. Varased prototüübid näitavad lainepikkuse stabiilsust vahemikus ±0,1 nm vahemikus -40 kraadi kuni 85 kraadi, mis on piisav 100 GHz DWDM-i vahekauguseks ilma termoelektriliste jahutiteta.

Õõneskiu tehnoloogia tõotab ületada tavapärase tahke{1}}tuumkiu põhilised sumbumise piirid. Laboridemonstratsioonid saavutavad 0,174 dB/km lainepikkusel 1550 nm{5}}, lähenedes teoreetilisele piirile 0,142 dB/km. Kui õõneskiud{8}}turustataks, võib see laiendada võimendamata ulatust 100 km-ni või rohkem, vähendades sõltuvust kulukast võimendustaristust.

O-riba (1260-1360 nm) transiiverid pälvivad tähelepanu andmekeskuse rakendustele. Töötamine lainepikkusel umbes 1310 nm väldib kromaatilist dispersiooni täielikult standardse ühemoodilise -moodi kiu puhul, välistades C--riba koherentsete süsteemide jaoks vajaliku DSP keerukuse. Mitmed müüjad tutvustasid 2024. aastal 400G ja 800G O-riba mooduleid, mis sihivad 2–10 km andmekeskuste ühendusi.

Käimasolev areng peegeldab aluspõhimõtet: kiudtransiiveritüüpide lainepikkuste valik esindab enamat kui tehniline spetsifikatsioon,{0}}see määrab, mis on fiiberoptilistes võrkudes võimalik. Nende lainepikkuste domeenide ja nende kompromisside mõistmine- võimaldab võrgudisaineritel kohandada tehnoloogiat rakendusnõuetega, optimeerides samal ajal nii jõudlust kui ka kulusid.