Jendela Transmisi Gentian Optik & Panduan Lebar Jalur Gentian

Kaca silika tidak sama telus pada setiap panjang gelombang. Pengecilan dan penyebaran kromatik berbeza-beza merentas-spektrum inframerah berhampiran, dan julat panjang gelombang di mana kehilangan mencapai minimum praktikal dipanggil tingkap penghantaran optik.

Fizik di sebalik ini difahami dengan baik. Penyerakan Rayleigh berkurangan sebagai 1/λ⁴, bermakna panjang gelombang yang lebih panjang tersebar lebih sedikit. Penyerapan molekul inframerah, sebaliknya, naik secara mendadak melebihi kira-kira 1600 nm. Minimum pengecilan terletak di tempat kedua-dua mekanisme ini bersilang - berhampiran 1550 nm. Titik persilangan itu ialah sebab jalur C-menduduki kedudukan spektrum yang dilakukannya. Secara berasingan, baki puncak penyerapan ion OH⁻ berhampiran 1383 nm secara sejarah mencipta zon mati dalam spektrum, itulah sebabnya jalur O-dan S-tidak bersebelahan.

Tujuh ITU-T Jalur Piawai

Empat daripada ini membawa sebahagian besar trafik komersial: 850 nm, jalur O-, jalur C-dan jalur L-. Tiga yang selebihnya menjalankan peranan yang lebih sempit.

C-Jalur (1530–1565 nm)

Jalur C-adalah tulang belakang rangkaian optik moden. Ia terletak di bahagian bawah lengkung pengecilan silika, sekitar 0.19–0.20 dB/km, dan tetingkap keuntungannya sejajar dengan Erbium-Penguat Gentian Berdop. Penjajaran ini adalah kebetulan fizik - spektrum pelepasan ion erbium dalam kaca silika berlaku bertindih dengan minimum kehilangan gentian - tetapi keseluruhan-industri pengangkutan jarak jauh bergantung padanya.

Penggunaan biasa termasuk rangkaian tulang belakang-jarak jauh dan ultra{1}}panjang-DWDM, sistem kabel dasar laut, pengangkutan koheren 100G/200G/400G/800G dan pusat data bersambung sepanjang jarak 80+ km. Sepasang gentian tunggal dalam DWDM-jalur C boleh membawa 40–96 saluran pada kapasiti agregat 100G atau melebihi - dalam berpuluh-puluh terabit sesaat.

Kecekapan spektrum pada banyak laluan jalur C-kini menghampiri had Shannon apabila DSP koheren menolak ke arah 800G dan 1.6T setiap panjang gelombang. Apabila matematik berhenti memihak kepada anda, tindak balas praktikal ialah mengaktifkan kapasiti jalur L-pada gentian yang sama dan bukannya cuba memerah lebih banyak bit daripada setiap saluran.

O-Jalur (1260–1360 nm)

Jalur O-adalah tetingkap pertama yang digunakan secara komersial untuk gentian mod-tunggal dan terus menguasai pautan jarak-sederhana. Sifat utama: serakan kromatik hampir sifar pada 1310 nm dalam gentian standard G.652, titik di mana serakan bahan dan serakan pandu gelombang membatalkan. Denyutan optik mengekalkan bentuknya pada jarak tanpa pampasan, yang bermaksud transceiver boleh bergantung pada seni bina pengesanan terus -yang lebih mudah - yang lebih murah dan kuasa yang lebih rendah daripada modul jalur C-koheren.

Aplikasi biasa: modul 10G LR, 25G LR, 100G LR4; metro Ethernet; WAN perusahaan dan gentian gelap titik-ke-titik; huluan PON (1310 nm, pelanggan OLT); Transceiver BiDi dan CWDM.

Pertukaran-adalah mudah. O-pelemahan jalur pada 0.35 dB/km berjalan kira-kira 75% lebih tinggi daripada jalur C-dan EDFA tidak berfungsi pada panjang gelombang ini. Melebihi 40–80 km anda memerlukan C-band. Dalam jarak metro, O{11}}band menang atas kesederhanaan penyebaran dan kos transceiver. Penguat optik semikonduktor dan transceiver koheren jalur O{13}}sedang dibangunkan dan boleh mendorong jangkauan yang boleh digunakan lebih jauh, tetapi penggunaan volum tidak akan berlaku.

Jalur 850 nm

Di dalam bangunan dan pusat data, jalur 850 nm yang dipasangkan dengan sumber VCSEL dan gentian berbilang mod mengendalikan sebahagian besar-pautan jangkauan pendek. Pengecilan adalah tinggi - sekitar 2.5–3.5 dB/km - tetapi apabila larian kabel terpanjang anda ialah 300 meter, angka itu tidak relevan.

Optik berasaskan VCSEL-kos jauh lebih rendah daripada modul laser-DFB, yang merupakan titik keseluruhan. Pelayan-untuk-menukar, atas-rak-, tulang belakang kampus, 10G/25G/40G/100G SR - semua wilayah 850 nm.

Aliran yang patut dijejaki: pusat data skala besar semakin menetapkan gentian mod-tunggal dalam binaan baharu untuk menyokong kadar 200G dan 400G setiap-lorong. Ini secara beransur-ansur memakan bahagian 850 nm pada tahap tinggi. Tetapi untuk pangkalan gentian berbilang mod terpasang yang besar dan untuk-rangkaian perusahaan sensitif kos, jalur 850 nm tidak akan sampai ke mana-mana tidak lama lagi.

L-Jalur (1565–1625 nm)

Jalur L-berfungsi sebagai limpahan jalur-C. Ia menawarkan-pelemahan kedua terendah dalam gentian mod tunggal-piawai pada kira-kira 0.22 dB/km dan boleh dikuatkan dengan EDFA jalur L-komersial.

Menambahkan L-band EDFA dan C+L mux/demux di tapak penguat sedia ada secara kasar menggandakan penggunaanlebar jalur gentianpada infrastruktur yang sudah ada dalam tanah, pada sebahagian kecil daripada kos binaan baharu. Ini ialah operator tuil kapasiti pertama yang ditarik apabila C{1}}jalur terisi.

Arahan C+L kini menjadi standard pada sistem kapal selam utama dan semakin biasa pada-laluan daratan trafik tinggi. Gabungan spektrum C+L telah beralih daripada -kepada-keperluan kepada garis dasar perancangan kapasiti untuk infrastruktur jarak jauh-baru, terutamanya mengikut-kadar panjang gelombang meningkat kepada 800G.

Pancaragam Menengah

S-Jalur (1460–1530 nm)

Hari ini, penggunaan komersial utama S-band ialah PON: GPON dan XG-PON menggunakan 1490 nm untuk trafik hiliran dari OLT kepada pelanggan. Selain itu, S-band ialah sasaran penyelidikan untuk-generasi seterusnya S+C+L jalur lebar DWDM. Thulium-penguat gentian berdop dan amplifikasi Raman ialah penyelesaian perolehan calon, tetapi kedua-duanya tidak hampir sama dengan kos EDFA jalur C/L-atau kebolehpercayaan pada skala pengeluaran. Demonstrasi makmal wujud; DWDM-skala besar komersial S{13}}tidak.

E-Jalur (1360–1460 nm)

Puncak air OH⁻ berhampiran 1383 nm dari segi sejarah menjadikan jalur ini tidak boleh digunakan. G.652.D sifar gentian puncak air menghapuskan penyerapan, dan pengecilan jalur E-pada gentian ZWP sebenarnya menurun di bawah paras jalur O-. Masalahnya ialah asas dipasang: kebanyakan gentian di dalam tanah di seluruh dunia adalah warisan G.652.A atau G.652.B dengan puncak air utuh. Transceiver dan amplifier jalur E-komersial kekal terhad. Secara realistik, jalur E-hanya penting dalam greenfield dibina pada gentian ZWP di mana setiap slot CWDM yang tersedia diperlukan.

U-Jalur (1625–1675 nm)

U-band tidak membawa trafik data. Fungsi tunggalnya tiada-daripada-pemantauan gentian jalur. Peralatan OTDR di jalur U-panjang gelombang menyuntik nadi ujian ke dalam gentian hidup, mengukur pantulan, kehilangan sambungan, kualiti penyambung dan putus tanpa mengganggu perkhidmatan aktif pada jalur lain.

Memilih Tetingkap Penghantaran yang Betul

Kekangan Keputusan Utama

Jenis Fiber yang Dipasang

Gentian berbilang mod (OM3/OM4) mengehadkan-pautan berkelajuan tinggi kepada 850 nm. Mod tunggal G.652.A/B-Legacy menolak jalur E-disebabkan oleh puncak air. Gentian yang sudah ada di dalam tanah ialah kekangan pertama - semua yang lain mengikuti daripadanya.

Keperluan Amplifikasi

EDFA berfungsi dalam jalur C dan L sahaja. Pautan yang memerlukan penguatan optik - secara amnya melebihi 80 km - mesti menggunakan salah satu daripada dua jalur ini. Memanjangkan jalur O-melebihi 40 km bermakna sama ada penjanaan semula elektrik atau transceiver koheren tidak diperkuat kuasa tinggi-yang kedua-duanya menambahkan kos.

Kiraan Saluran dan Strategi Penggandaan

CWDM menyokong sehingga 18 saluran dengan jarak 20 nm, tanpa amplifikasi dan kos setiap-saluran yang lebih rendah. DWDM mengemas 40–96+ saluran ke dalam C-band sahaja (lebih banyak dengan L-band), memerlukan EDFA dan menyampaikan kapasiti agregat yang jauh lebih besar. Kebanyakan pautan metro dan perusahaan disediakan dengan baik oleh CWDM. Tulang belakang, kapal selam dan{10}}besar-besaran DCI menuntut DWDM. Titik silang adalah kira-kira 8–10 saluran atau rentang yang dikuatkan melebihi 80 km.

Kos Transceiver dan Belanjawan Kuasa

Optik VCSEL 850 nm adalah yang paling murah. O-modul berasaskan DFB-(LR, LR4) terletak di tengah. C-modul koheren jalur membawa harga tertinggi dan cabutan kuasa. Tiada faedah teknikal untuk menggunakan optik koheren pada pautan metro 10 km yang dikendalikan oleh modul LR jalur O{9}} tanpa kesukaran.

Bagaimana WDM Menggunakan Windows Transmisi

Pengandaan Bahagian Panjang Gelombangmemperuntukkan panjang gelombang yang berbeza kepada aliran data bebas dan menghantarnya secara serentak melalui satu gentian. Tingkap penghantaran menentukan jumlahnyalebar jalur gentiantersedia untuk pemultipleksan ini.

CWDM

Jarak saluran 20 nm merentas jalur O, E, S, C dan L. Sehingga 18 saluran. Tiada penguatan diperlukan pada jarak metro biasa. Laser yang tidak disejukkan mengekalkan kos yang rendah. Digunakan dalam rangkaian metro, sambung pusat data sub-80 km, dan pautan gentian gelap perusahaan.

DWDM

Jarak saluran 100 GHz atau 50 GHz dalam jalur C-, secara pilihan dilanjutkan ke saluran-jalur. 40 pada 100 GHz atau 96 pada 50 GHz, setiap satu membawa 100G atau lebih. EDFA diperlukan untuk jangka masa yang panjang. Digunakan pada-tulang belakang jarak jauh, kabel dasar laut dan tinggi-gentian jalur lebarsaling berhubung.

Pilihan antara CWDM dan DWDM bergantung kepada kapasiti berbanding kos. CWDM lebih murah bagi setiap saluran tetapi mengatasi 18 saluran tanpa laluan penguatan. Kos DWDM lebih tinggi tetapi berskala hingga berpuluh-puluh terabit pada sepasang gentian tunggal.