850 نانومتر مقابل 1310 نانومتر مقابل 1550 نانومتر: كيفية اختيار الطول الموجي البصري المناسب

يعتمد اختيار الطول الموجي المناسب على ثلاثة أسئلة: إلى أي مدى تحتاج إشارتك إلى السفر؟ ما هي الألياف الموجودة بالفعل في الأرض؟ وهل تحتاج إلى مساحة للتوسع باستخدام DWDM لاحقًا؟

بالنسبة لمعظم عمليات النشر للمؤسسات، فإن 850 نانومتر هو الخيار الأقل تكلفة-للارتباطات القصيرة متعددة الأوضاع، و1310 نانومتر هو خيار الوضع الفردي القياسي-للعديد من وصلات الحرم الجامعي والمترو، ويصبح 1550 نانومتر أكثر ملاءمة عندما تزيد المسافات، أو تضيق ميزانيات الارتباط، أو يتم التخطيط لـ DWDM. إذا أخطأت في فهم هذا الأمر، فإما أنك تدفع مبلغًا زائدًا مقابل الوصول الذي لا تحتاجه أو تقوم باستكشاف أخطاء الرابط الذي لا يستمر في العمل وإصلاحه.

 

 

لماذا هذه الأطوال الموجية الثلاثة؟

لا تنقل ألياف زجاج السيليكا جميع الأطوال الموجية بالتساوي. توجد النطاقات 850 نانومتر، و1310 نانومتر، و1550 نانومتر في نوافذ نقل منخفضة-حيث ينخفض ​​توهين الإشارة إلى مستويات عملية. ظهر كل منها في مرحلة مختلفة من التكنولوجيا البصرية: جاء 850 نانومتر في المقام الأول مع-VCSELs فعالة من حيث التكلفة، وتبعه 1310 نانومتر عندما تم اكتشاف تشتت لوني يقترب من-الصفر في هذه المرحلة في الألياف ذات الوضع الفردي القياسي-، وأصبح 1550 نانومتر هو السائد في شبكات النقل-الطويلة بمجرد نضج المضخمات الضوئية لتعزيز الإشارات دون تحويل كهربائي.

 

 

ما هو الفرق الحقيقي؟

والمقايضة الأساسية هي التكلفة مقابل الوصول.

850 نانومترأزواج مع الألياف متعددة الوسائط وأشعة الليزر VCSEL. يصل التوهين إلى ارتفاع يبلغ حوالي 2.5 ديسيبل/كم - مقارنة بالأطوال الموجية للوضع الفردي-، ولكنه غير ذي صلة عندما تظل الروابط أقل من 400 متر. يتم تصنيع VCSELs بكميات كبيرة، مما يجعل وحدات 850 نانومتر الخيار الأرخص بفارق كبير. يأتي تحديد المسافة من التشتت المشروط: تدعم الألياف متعددة الأوضاع مسارات ضوئية متعددة تصل إلى جهاز الاستقبال في أوقات مختلفة قليلاً. وبسرعة 10 جيجابت في الثانية عبر ألياف OM4، تحصل على ما يقرب من 400 متر؛ وبسرعات أعلى، تتقلص تلك المسافة.

 

1310 نانومتريعمل عبر ألياف أحادية الوضع-مع نواة يبلغ حجمها 9 ميكرومتر. وينخفض ​​التوهين إلى حوالي 0.35 ديسيبل/كم لكل ITU-T G.652، ويختفي التشتت اللوني تقريبًا عند هذا الطول الموجي. يجعل هذا المزيج 1310 نانومتر -مناسبًا تمامًا لمجموعة واسعة من تطبيقات الوضع الفردي-، بدءًا من وصلات المباني التي يبلغ طولها أقل من- كيلومترًا إلى وصلات الوصول إلى المترو التي يبلغ طولها 40 كيلومترًا.

 

1550 نانومتريحقق أدنى توهين للألياف عند حوالي 0.20 ديسيبل / كم. إن ميزة 0.15 ديسيبل/كم مقارنة بمركبات 1310 نانومتر عبر المسافة - عبر 100 كم، ستوفر 15 ديسيبل من ميزانية الارتباط. والأهم من ذلك، أن 1550 نانومتر يدعم التضخيم البصري من خلال EDFAs ويقع في منتصف النطاق C- المستخدم فيأنظمة DWDM. بالنسبة للارتباطات الطويلة-المضخمة أو ذات الاتجاه DWDM-، عادةً ما يكون 1550 نانومتر هو الاختيار العملي.

 

المقايضة عند 1550 نانومتر هي التشتت اللوني - تقريبًا 17 ps/nm·km في الألياف القياسية. بسرعة 100 جيجابت في الثانية على مسافة 80+ كم، تحتاج عادةً إلى تعويض، إما من خلال تعويض التشتت-الألياف أو معالجة الإشارات الرقمية في أجهزة إرسال واستقبال متماسكة. حديث400G QSFP - DD موصلات متماسكةالتعامل مع التشتت رقميا.

 

 

مطابقة الأطوال الموجية لأنواع الوحدات

أحد مصادر الارتباك المتكررة في اختيار الوحدة هو كيفية تعيين الأطوال الموجية لتعيينات SR/LR/ER/DWDM في أوامر الشراء.

• ريال (قصيرة المدى)تعمل الوحدات بسرعة 850 نانومتر عبر الألياف متعددة الأوضاع. يعمل هذا الغطاء على الرفوف-إلى-الرف على بناء-روابط داخلية حيث تظل المسافات أقل من بضع مئات من الأمتار. في بصريات Ethernet السائدة، يعني SR عادةً الوضع المتعدد 850 نانومتر.
• LR (وصول طويل)تستخدم الوحدات عادةً 1310 نانومتر عبر ألياف أحادية الوضع-لمدى يصل إلى 10 كيلومتر. تستخدم بعض متغيرات 100G و400G LR4 أطوال موجية CWDM تبلغ حوالي 1310 نانومتر متعددة الإرسال داخل الوحدة.
• ER (الوصول الممتد)تعمل الوحدات عند 1550 نانومتر لمسافة 40 كم. تعمل قوة الإرسال الأعلى وتوهين الألياف الأقل عند هذا الطول الموجي على تمكين المسافة الممتدة.
• وحدات DWDMاستخدم أطوال موجية دقيقة في النطاق C- (1530–1565 نانومتر) مع تباعد بين القنوات يصل إلى 0.8 نانومتر. وتتطلب هذه ترتيبًا محددًا للطول الموجي-وتتضمن عادةًمعدات mux/demuxلدمج وفصل القنوات.

 

 

أخطاء الاختيار الشائعة

تظهر ثلاث مشكلات متعلقة بالطول الموجي-بشكل متكرر:

• المزج بين الوضع المتعدد والوضع الفردي-.يعاني جهاز إرسال واستقبال 850 نانومتر متصل بألياف أحادية الوضع -(9 ميكرومتر) من فقدان الاقتران المفرط ولن يشكل رابطًا صالحًا للعمل. يحدد نوع الألياف إلى حد كبير الطول الموجي وعائلة الوحدة النمطية التي يجب عليك استخدامها - ونادرًا ما يكون هناك حل عملي أقل من إعادة-الكابلات.
• أخطاء الاقتران بالطول الموجي BiDi.تستخدم الوحدات ثنائية الاتجاه طولين موجيين مختلفين على خيط ألياف واحد. يجب نشرها كأزواج متطابقة: إذا كان أحد الطرفين يرسل 1270 نانومتر ويستقبل 1330 نانومتر، فيجب على الطرف الآخر أن يرسل 1330 نانومتر ويستقبل 1270 نانومتر. إن تركيب وحدتين بنفس الطول الموجي TX على كلا الطرفين يعني أن كلا الجانبين يرسلان على نفس الطول الموجي مع عدم وجود جهاز استقبال مضبوط لسماعه.
• المبالغة في تحديد مدى الوصول.تتمتع الوحدات -ذات الوصول البعيد بقدرة إرسال أعلى يمكنها أن تزيد من تحميل جهاز الاستقبال على الروابط القصيرة. إذا كانت المسافة الفعلية لديك هي 500 متر، فلا تقم بتثبيت بصريات ER المصنفة لمسافة 40 كم -، فقد تحتاج إلى مخففات لتجنب تشبع جهاز الاستقبال، وإضافة التكلفة ونقطة فشل محتملة أخرى. قم بمطابقة الوحدة مع متطلبات المسافة الفعلية الخاصة بك.

 

 

اختيار الطول الموجي عن طريق المسافة

مسافة	الطول الموجي	نوع الألياف	حالة الاستخدام النموذجية
تحت 100 متر	850 نانومتر	OM3/OM4 المتعدد	حامل داخلي-، وصلات TOR
100–400m	850 نانومتر	OM4 المتعدد	المبنى الداخلي-، وقاعات مركز البيانات
500 م – 2 كم	1310 نانومتر	وضع OS2 الفردي-.	الحرم الجامعي، وبناء التواصل
2-10 كم	1310 نانومتر	وضع OS2 الفردي-.	الوصول إلى المترو، شبكة WAN الخاصة بالمؤسسة
10-40 كم	1310 نانومتر أو 1550 نانومتر	وضع OS2 الفردي-.	قلب المترو (1550 نانومتر يضيف الهامش)
40-80 كم	1550 نانومتر	وضع OS2 الفردي-.	مترو DCI، العمود الفقري الإقليمي
80 كم+	1550 نانومتر	وضع OS2 الفردي-.	مسافة طويلة- (تضخيم أو معالج إشارة رقمي متماسك)

تعتمد التسمية الدقيقة للوحدات (DR، FR، LR4، ER4، ZR، وما إلى ذلك) على درجة السرعة والعائلة القياسية. عند معدلات البيانات الأعلى، قد تستخدم الوحدات تسميات مختلفة عن تلك الموجودة في 10G.

 

 

متى تختار كل طول موجي

اختر 850 نانومتر عندما:

• تبقى جميع الروابط أقل من 400 متر
• الألياف متعددة الأوضاع (OM3/OM4) مثبتة بالفعل
• التكلفة لكل منفذ مهمة أكثر من المرونة المستقبلية
• أنت تقوم ببناء اتصالات أعلى{{0}من-الحامل داخل قاعة مركز البيانات
•  

اختر 1310 نانومتر عندما:

• تقع الروابط في نطاق-كيلومتر فرعي إلى 40 كم
• الألياف ذات الوضع الفردي-متاحة
• تريد بساطة النشر دون تعويض التشتت
• الميزانية مهمة ولكنك تحتاج إلى مدى وصول أكبر مما يوفره الوضع المتعدد
•  

اختر 1550 نانومتر عندما:

• وصلات تتجاوز 40 كم
• أنت بحاجة إلى التضخيم البصري (توافق EDFA)
• تم التخطيط لتوسيع سعة DWDM
• أنت تقوم بإنشاء بنية أساسية للمترو DCI أو-بنية أساسية للمسافات الطويلة
•  

بالنسبة للمنظمات التي تخطط لنمو القدرات من خلالمضاعفة تقسيم الطول الموجي CWDM، يقع كل من 1310 نانومتر و1550 نانومتر داخل نوافذ CWDM القابلة للاستخدام. يؤدي نشر البنية الأساسية للوضع الفردي-من البداية إلى إبقاء الباب مفتوحًا لتوسيع إدارة الطلب على المياه (WDM).

 

 

اعتبارات البنية التحتية للألياف

غالبًا ما تحدد الألياف الموجودة اختيار الطول الموجي أكثر مما تحدده متطلبات المسافة.

المباني متعددة الوسائط.إذا كانت المباني الخاصة بك تحتوي على الوضع المتعدد OM1 أو OM2 من تثبيت أقدم، فستقتصر على 850 نانومتر مع مسافة أقل مقارنة بـ OM3/OM4. عندما تحتاج عمليات التشغيل هذه إلى تمديد، ستواجه خيارًا: سحب الوضع الفردي الجديد-أو العمل ضمن القيود.

مرونة الوضع-الفردي.بمجرد التثبيت، تدعم الألياف أحادية الوضع- كلاً من 1310 نانومتر و1550 نانومتر - وترقيات السرعة المستقبلية (40 جيجا، 100 جيجا، 400 جيجا) عن طريق تبديل فقطوحدات الإرسال والاستقبال. فرق تكلفة كابلات الألياف هامشي؛ أجهزة الإرسال والاستقبال قابلة للتبديل. الألياف دائمة. بالنسبة للعديد من عمليات التثبيت الجديدة، يعد الوضع الفردي-الخيار الأكثر أمانًا-على المدى الطويل لأنه يترك مساحة أكبر للوصول المستقبلي وترقية السرعة.

 

 

ربط أساسيات الميزانية

تفترض المسافة المقدرة في ورقة بيانات جهاز الإرسال والاستقبال ظروفًا مثالية: موصلات نظيفة، ضمن -ألياف محددة، والحد الأدنى من نقاط الوصل. يجب أن تأخذ التركيبات الحقيقية في الاعتبار توهين الألياف (0.35 ديسيبل/كم عند 1310 نانومتر، 0.20 ديسيبل/كم عند 1550 نانومتر)، وفقدان الموصل (0.3-0.5 ديسيبل لكل زوج متزاوج)، ونقاط الوصل، وهامش أمان 2-3 ديسيبل للشيخوخة والتغير البيئي.

تعد نظافة الموصل أمرًا أكثر أهمية مما يدركه معظم الناس. يمكن لجزيء الغبار الذي يبلغ قطره بضعة ميكرونات فقط أن يسبب أخطاء متقطعة يصعب تشخيصها. قم دائمًا بفحص الموصلات قبل إدخال - الموصلات الملوثة هي سبب شائع لفشل الارتباط البصري الذي يبدو في البداية أنه مشاكل في الوحدة النمطية.

 

 

مرجع المعايير

تخضع جميع الأطوال الموجية الثلاثة للمعايير الدولية التي تضمن -قابلية التشغيل التفاعلي بين البائعين:

• إيي 802.3يحدد واجهات Ethernet الضوئية: 10GBASE-SR (850 نانومتر)، 10GBASE-LR (1310 نانومتر)، 10GBASE-ER (1550 نانومتر)
• الاتحاد الدولي للاتصالات-T G.652تحدد خصائص الألياف ذات الوضع الفردي- لحسابات ميزانية الوصلة 1310 نانومتر و1550 نانومتر
• الاتحاد الدولي للاتصالات-T G.694.1توحيد شبكة قنوات DWDM المستخدمة في أنظمة النطاق 1550 نانومتر C-.

عند تحديدوحدات الإرسال والاستقبال الضوئية، تأكد دائمًا من أن طرفي الارتباط يستخدمان أطوال موجية متطابقة. لن يشكل جهاز إرسال 1310 نانومتر مقترنًا بجهاز استقبال 850 نانومتر رابط عمل متوافقًا مع المعايير - - ولا تمتد حساسية جهاز الاستقبال عبر فجوة الطول الموجي تلك. الاستثناء الوحيد المتعمد هو وحدات BiDi، التي يجب نشرها كأزواج متطابقة بطول موجة TX/RX.

 

 

الأسئلة المتداولة