Šķiedru raiduztvērēju veidi apstrādā dažādus viļņu garumus

 

Šķiedru raiduztvērēju veidi darbojas noteiktos viļņu garumos -galvenokārt 850 nm, 1310 nm un 1550 nm-, katrs optimizēts dažādiem pārraides attālumiem un šķiedru veidiem. Izpratne par to, kā šķiedru raiduztvērēju veidi apstrādā viļņa garuma izvēli, nosaka signāla sasniedzamību, infrastruktūras savietojamību un lietojumprogrammu piemērotību.

Šī viļņa garuma specifika pastāv, jo optiskajām šķiedrām infrasarkanajā spektrā ir dažādi vājinājuma raksturlielumi. Pie 850 nm daudzmodu šķiedras signāla zudums ir aptuveni 2,5 dB/km, savukārt viena -režīmu šķiedra pie 1550 nm sasniedz tikai 0,3 dB/km-atšķirību, kas nozīmē simtiem kilometru pārraides jaudas.

 

 

Standarta viļņu garuma kategorijas un to pielietojums

 

Optisko šķiedru sakaros dominē trīs viļņu garuma joslas, un dažādi šķiedru raiduztvērēju veidi apkalpo atšķirīgus tīkla segmentus, kuru pamatā ir fizika un ekonomika.

850 nm: īsa-sasniedzama daudzrežīmu pārraide

850 nm viļņa garums nodrošina īsa attāluma savienojumus datu centros un uzņēmumu tīklos. Šie raiduztvērēji izmanto daudzmodu šķiedru ar serdes diametru 50 vai 62,5 mikroni, ļaujot vienlaikus izplatīties vairākiem gaismas režīmiem.

Attāluma iespējas atšķiras atkarībā no datu pārraides ātruma. 1 Gbps SFP modulis sasniedz 550 metrus, izmantojot OM2 daudzmodu šķiedru, savukārt 10 Gbps SFP+ moduļi pārraida līdz 300 metriem, izmantojot OM3, un 100 Gbps QSFP28 moduļi pārvalda 100 metrus OM4. Lielāki datu pārraides ātrumi samazina pārraides attālumu, jo modālā dispersija{12}}gaismas impulsu izplatīšanās dažādos izplatīšanās ceļos-ierobežo joslas platumu{14}}attāluma produktus.

Ekonomika dod priekšroku 850 nm īsiem savienojumiem. LED un VCSEL (vertikālās-dobuma virsmas-izstarojošā lāzera) gaismas avoti maksā ievērojami lētāk nekā DFB lāzeri, kas nepieciešami garākiem viļņu garumiem. Starp šķiedru raiduztvērēju veidiem tipisks 850 nm SFP varētu maksāt 15-25 ASV dolārus, savukārt 1310 nm ekvivalents maksā 40-60 $. Šīs cenas priekšrocības padara 850 nm par standartu statīva savienojumam, kur attālums ir mazāks par 500 metriem.

Temperatūras stabilitāte ir galvenais tehniskais izaicinājums. VCSEL maina viļņa garuma izvadi, mainoties temperatūrai, potenciāli izraisot papildu izkliedi daudzmodu šķiedrā. Rūpnieciskās -klases 850 nm raiduztvērējiem (-40 grādi līdz 85 grādi) ir jāņem vērā šī novirze, savukārt komerciālās kvalitātes ierīces (0 līdz 70 grādi) darbojas kontrolētā vidē.

1310 nm: vidēja{1}} sasniedzamības daudzpusība

1310 nm viļņa garums kalpo kā darba zirgs universitātes pilsētiņas tīkliem, lielpilsētu piekļuves gredzeniem un vidēja attāluma{1}}transportam. Šis viļņa garums darbojas gan viena-režīmā, gan daudzmodu šķiedrā, lai gan viens-režīms dominē attālumos, kas pārsniedz 2 km.

Šķiedru vājināšanās pie 1310 nm ir aptuveni 0,4 dB/km standarta OS1/OS2 viena režīma šķiedrai. Raiduztvērējs ar -3 dBm raidīšanas jaudu un -20 dBm uztvērēja jutību nodrošina 17 dB saites budžetu, atbalstot aptuveni 40 km, ņemot vērā savienotāja zudumus un sistēmas rezervi.

Hromatiskā izkliede-gaismas impulsu izplatīšanās no viļņa garuma-atkarīgo izplatīšanās ātrumu-sasniedz savu minimālo apmēru aptuveni 1310 nm standarta vienmoda{4}}šķiedrā. Šis "nulles -izkliedes" punkts ļauj 10 Gb/s NRZ signāliem nobraukt 40 km bez izkliedes kompensācijas. Pie 1550 nm tam pašam signālam būtu nepieciešama izkliedes{11}}kompensācijas šķiedra vai uzlabotas modulācijas shēmas tālāk par 20 km.

Izplatītākie 1310 nm lietojumi ietver FTTx izvietošanu (šķiedru līdz mājai, ēkai vai apmalei), kur attālumi parasti ir no 10 līdz 20 km. PON (pasīvā optiskā tīkla) sistēmas bieži izmanto 1310 nm augšupejošai satiksmei, pārī ar 1490 nm vai 1550 nm pakārtotajiem viļņu garumiem BiDi konfigurācijās.

1310 nm josla atbalsta arī CWDM (rupjas viļņu dalīšanas multipleksēšana) kanālus no 1270 nm līdz 1330 nm ar 20 nm atstarpi. Šie krāsainie raiduztvērēji nodrošina vairākus paralēlus savienojumus, izmantojot vienu šķiedru pāri, efektīvi pavairojot infrastruktūras jaudu, neieguldot papildu kabeļus.

1550 nm: garā{1}}pārvades mugurkauls

1550 nm viļņa garums nodrošina mazāko vājināšanos optiskajā šķiedrā -aptuveni 0,3 dB/km standarta viena-režīmā un tikai 0,2 dB/km, izmantojot uzlaboto, zemu{5}} zudumu šķiedru. Šī fiziskā priekšrocība padara 1550 nm par ekskluzīvu izvēli attālumiem, kas pārsniedz 40 km.

Izmantojot standarta raiduztvērējus, -tālas sasniedzamības lietojumprogrammas sniedzas no 40 km līdz 80 km, savukārt paplašinātas-izsniedzamības un īpaši-garas-izsniedzamības varianti aptver 120 km līdz 160 km. Lai samazinātu hromatiskās izkliedes efektus, šīm garākajām saitēm ir nepieciešami augstākas-kvalitātes DFB (Distributed Feedback) lāzeri, kas uztur šauru spektrālo platumu-parasti zem 1nm-.

C-josla (1530–1565 nm), kas ieskauj 1550 nm, kalpo par pamatu DWDM (blīvās viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas) sistēmām. DWDM kanālu attālums ir pat 50 GHz (0,4 nm) viens no otra, ļaujot vienā šķiedrā līdzāspastāvēt 40, 80 vai pat 96 viļņu garumus. 100 Gbps koherents DWDM raiduztvērējs, kas darbojas aptuveni 1550 nm, var pārraidīt 1000 km vai vairāk ar atbilstošu pastiprinājumu.

Erbija-leģētie šķiedras pastiprinātāji (EDFA) darbojas tikai C-joslā un L-joslā (1565-1625 nm), nodrošinot optisko pastiprināšanu bez elektriskās reģenerācijas. Šī iespēja padara 1550 nm par vienīgo praktisko izvēli zemūdens kabeļiem un starpvalstu mugurkaula savienojumiem, kur inline pastiprināšana ik pēc 80–100 km paplašina kopējo sasniedzamību līdz tūkstošiem kilometru.

Izkliedes kompensācija kļūst kritiska pie 1550 nm. Standarta vienmoda šķiedras hromatiskā dispersija šajā viļņa garumā ir aptuveni 17 ps/(nm·km). 10 Gbps signāls ar 0,4 nm spektrālo platumu uzkrāj 68 ps dispersiju 10 km{9}}pietiekami, lai radītu simbolu savstarpējus traucējumus bez kompensācijas vai uzlabotas modulācijas.

 

Divvirzienu un WDM raiduztvērēju tehnoloģijas

 

Tradicionālie šķiedru raiduztvērēju veidi raidīšanas un saņemšanas funkcijām izmanto atsevišķas šķiedras. BiDi (divvirzienu) un WDM tehnoloģijas maina šo modeli, pārraidot vairākus viļņu garumus vienā šķiedras daļā.

BiDi raiduztvērēja viļņu garuma pāri

BiDi raiduztvērēji integrē WDM savienotāju, kas atdala raidīšanas un uztveršanas viļņu garumus, kas pārvietojas pretējos virzienos pa vienu šķiedru. Parastie viļņu garuma pāri ietver 1310 nm/1490 nm īsiem un vidējiem attālumiem (10-40 km) un 1490 nm/1550 nm lielākam sasniedzamam attālumam (40-80 km).

Raiduztvērējs punktā A raida pie 1310 nm, bet saņem pie 1490 nm. B punkta raiduztvērējs veic reverso-raidīšanu pie 1490 nm un saņem pie 1310 nm. Šī saskaņotā-pāra pieeja prasa rūpīgu izvietošanas plānošanu, jo nesaderīgu viļņu garumu sajaukšana pārtrauc saiti.

BiDi tehnoloģija dubulto šķiedras infrastruktūras jaudu, neuzstādot papildu kabeļus. 12{5}}šķiedru šķiedru komplekts, kas tradicionāli atbalstīja 6 dupleksās saites, tagad var atbalstīt 12 BiDi savienojumus. Datu centru operatori izmanto šo priekšrocību, lai atliktu dārgu šķiedru izbūvi, jo īpaši pilsētas vidē, kurā ir ierobežoti cauruļvadi.

Galvenais tehniskais izaicinājums ir viļņa garuma izolācija. Lai novērstu signāla traucējumus, WDM savienotājam jānodrošina vismaz 15-20 dB izolācija starp pārraides un saņemšanas ceļiem. Zemākas kvalitātes savienotāji izraisa šķērsrunu, kas samazina bitu kļūdu biežumu, jo īpaši pie lielāka datu pārraides ātruma, kad laika robežas kļūst stingrākas.

25G SFP28 BiDi moduļi nesen sāka ražošanu, izmantojot 1270nm/1330nm viļņu garumu pārus, izmantojot viena režīma šķiedru 10 km pārraidei. Šie raiduztvērēji atbalsta 5G frontāla un vidēja attāluma-lietotnes, kur optiskās šķiedras pieejamība ierobežo tīkla paplašināšanos, bet joslas platuma prasības turpina pieaugt.

CWDM kanāla organizācija

CWDM raiduztvērēji darbojas 18 standartizētos viļņu garumos no 1270 nm līdz 1610 nm ar tieši 20 nm atstarpi. Kanālu apzīmējumi atbilst ITU-T G.694.2 specifikācijām, kas secīgi numurēti kā 1270, 1290, 1310... līdz 1610.

Katrs CWDM kanāls darbojas neatkarīgi, nodrošinot jebkuru protokolu vai datu pārraides ātrumu no 1 Gbps līdz 100 Gbps. Tīkla dizaineri piešķir noteiktus viļņu garumus dažādiem trafika veidiem -1310 nm uzņēmuma datiem, 1470 nm krātuves replikācijai, 1550 nm rezerves shēmām — visi koplieto vienu šķiedru pāri.

Saites budžeti atšķiras atkarībā no viļņa garuma dažādu šķiedru vājinājuma profilu dēļ. 1310 nm CWDM kanālam ir 0,4 dB/km zudums, savukārt 1610 nm kanālam ir 0,4- 0,5 dB/km. Ūdens absorbcijas maksimumi ap 1383 nm vēsturiski ierobežoja šo "ūdens maksimuma" kanālu, lai gan zemā -ūdens maksimuma (LWP) šķiedra novērsa šo ierobežojumu mūsdienu izvietošanā.

CWDM tehnoloģijai ir nepieciešama mazāk precīza viļņa garuma kontrole nekā DWDM, tādējādi ievērojami samazinot raiduztvērēja izmaksas. 10G CWDM SFP+ varētu maksāt 80–120 USD, salīdzinot ar 300–500 USD par DWDM ekvivalentu. Šī ekonomika padara CWDM pievilcīgu metro tīkliem, kas aptver 40–60 km ar 4–8 viļņu garuma prasībām.

Temperatūras novirze rada pārvaldāmu izaicinājumu. CWDM lāzera viļņu garumi var mainīties par ±2-3 nm visā darba temperatūras diapazonā. 20 nm kanālu atstatums nodrošina pietiekamu aizsargjoslu, lai novērstu traucējumus starp blakus esošajiem kanāliem pat vissliktākajos termiskajos apstākļos.

DWDM Precīzijas viļņa garuma kontrole

DWDM raiduztvērēji darbojas ar daudz šaurākām viļņa garuma pielaidēm, parasti ±0,05 nm (±6,25 GHz) robežās no tiem piešķirtā ITU kanāla. C-joslā ir 88 kanāli ar 50 GHz atstarpi (0,4 nm) vai 44 kanāli ar 100 GHz atstarpi (0,8 nm).

Kanālu frekvences saņem standartizētus apzīmējumus: 20. kanāls atrodas pie 1561,42 nm (192,0 THz), 30. kanāls pie 1553,33 nm (193,0 THz) un tā tālāk. Tīkla operatori izvēlas konkrētus kanālus, pamatojoties uz pastiprinātāja profiliem, esošo infrastruktūru un izkliedes raksturlielumiem.

Temperatūras stabilizācija kļūst obligāta DWDM raiduztvērējiem. Integrētie termoelektriskie dzesētāji (TEC) nodrošina lāzera uzgali nemainīgu temperatūru neatkarīgi no apkārtējās vides apstākļiem. Šī termiskā kontrole palielina USD 100–200 par vienu raiduztvērēju, bet nodrošina viļņa garuma precizitāti, kas ir pietiekama 50 GHz kanālu atstatumam.

Noskaņojami DWDM raiduztvērēji novērš fiksēta{0}}viļņa garuma krājumu pārvaldību. Viens noskaņojams raiduztvērējs var pārslēgties pa 40–96 ITU kanāliem, izmantojot programmatūras vadību vai ārēju regulēšanas aprīkojumu. Noskaņojamā tehnoloģija maksā 2–3 reizes vairāk nekā fiksētais viļņa garums, taču darbības elastība attaisno rezerves stratēģijas un ātras nodrošināšanas scenāriju piemaksu.

Jaunākie sasniegumi silīcija fotonikas jomā ir samazinājuši DWDM raiduztvērēja enerģijas patēriņu, vienlaikus palielinot integrācijas blīvumu. 400 G DWDM QSFP-DD modulis patērē 14 W-uz pusi mazākas jaudas nekā iepriekšējās-paaudzes diskrētajām ierīcēm-, vienlaikus atbalstot pārraidi līdz pat 80 km ar priekšējo kļūdu labošanu.

 

 

Viļņa garuma izvēles kritēriji dažādiem scenārijiem

 

Izvēle starp šķiedru raiduztvērēju veidiem un to viļņu garumiem ietver attāluma prasību, šķiedru infrastruktūras, datu pārraides ātruma un budžeta ierobežojumu līdzsvarošanu.

Attāluma-atlase

Savienojumiem, kas mazāki par 500 metriem, 850 nm daudzmodu raiduztvērēji piedāvā vislabāko izmaksu{2}}veiktspējas attiecību. Parastais 10GBASE-SR SFP+ maksā 25–40 ASV dolārus un darbojas ar esošo OM3/OM4 daudzmodu infrastruktūru, kas ir izplatīta datu centros un universitātes pilsētiņas tīklos.

Diapazonam no 500 m līdz 10 km parasti ir nepieciešamas 1310 nm viena režīma opcijas starp pieejamajiem šķiedru raiduztvērēju veidiem. Šie vidējas{5}}sasniedzamības moduļi maksā 50-100 ASV dolāru atkarībā no datu pārraides ātruma un funkciju kopas. Savienojumi starp ēkām-, universitātes pilsētiņas sadale un metro piekļuves tīkli galvenokārt darbojas 1310 nm, jo ​​ir labvēlīgs izmaksu, izkliedes raksturlielumu un pieejamības līdzsvars.

Ja attālums pārsniedz 10 km, viļņa garuma izvēle ir atkarīga no tā, vai ir nepieciešams pastiprinājums. Nepastiprinātie savienojumi no 10 līdz 40 km labi darbojas pie 1310 nm, jo ​​īpaši uzņēmumu lietojumiem, kur vienkāršība ir svarīga. Attālumos, kas pārsniedz 40 km, 1550 nm kļūst obligāti, lai izmantotu zemāku vājinājumu un iespējotu EDFA pastiprināšanu, ja saite pārsniedz 80 km.

Fiber infrastruktūras ierobežojumi

Esošā šķiedras infrastruktūra bieži nosaka viļņa garuma izvēli starp pieejamajiem šķiedru raiduztvērēju veidiem. Mantotās daudzmodu instalācijas ierobežo iespējas līdz 850 nm raiduztvērējiem, lai gan sasniedzamība joprojām ir ierobežota. 1310 nm viena režīma raiduztvērēju izvietošana uz daudzmodu šķiedru darbojas ļoti nelielos attālumos (līdz 100 m), taču tiek izniekota viena -moda uztvērēja attāluma spēja.

Šķiedru skaita pieejamība ietekmē BiDi un WDM pieņemšanu. Tīkli ar šķiedru nepietiekamību-izplatīti lielpilsētu rajonos ar ierobežotu cauruļu telpu-gūst labumu no BiDi tehnoloģijas, kas dubulto katras šķiedras daļas kapacitāti. Iekārta ar 6 šķiedru pāriem var atbalstīt 12 dupleksos savienojumus, izmantojot BiDi raiduztvērējus tradicionālās arhitektūras vietā.

CWDM un DWDM kļūst rentabli,{0}}ja tiek pievienoti 4 vai vairāk savienojumi, izmantojot esošo šķiedru. Krāsaino raiduztvērēju un pasīvo multipleksoru papildu izmaksas ir 500–1500 USD par viļņa garumu, kas ir daudz zemākas par 50 000–500 000 USD jaunu šķiedru maršrutu ierīkošanas izmaksām pilsētvidē.

Protokols un datu pārraides ātruma faktori

Lielāki datu pārraides ātrumi parasti gūst labumu no īsākiem viļņu garumiem īsas{0}}attiecības lietojumprogrammām. 100G un 400G datu centru starpsavienojumi izmanto 850 nm PAM4 signālu, izmantojot daudzmodu šķiedru savienojumiem, kas ir mazāki par 150 metriem. Plašāks daudzmodu šķiedras joslas platums pie 850 nm nodrošina palielinātu PAM4 modulācijas spektrālo saturu.

Garās-sasniedzamības ātrgaitas{1}}saitēs tiek izmantota sarežģīta saskaņota modulācija pie 1550 nm. 400 G-ZR raiduztvērējs, kas raida vairāk nekā 120 km, izmanto dubultās-polarizācijas 16QAM koherento noteikšanu, kas prasa zemu 1550 nm zudumu apvienojumā ar DWDM viļņa garuma precizitāti, lai multipleksētu vairākus 400 G kanālus vienā šķiedru pārī.

Fiber Channel krātuves tīkli galvenokārt izmanto 850 nm īsiem savienojumiem datu centrā un 1310 nm inter-iekārtu krātuves replikācijai. Izveidotā Fibre Channel slēdžu un resursdatora kopnes adapteru ekosistēma atbalsta šos šķiedru raiduztvērēju tipus ar apstiprinātu savietojamību.

 

Tirgus dinamika un tehnoloģiju tendences

 

Pasaules optisko raiduztvērēju tirgus sasniedza 12,6–13,6 miljardus USD 2024. gadā un paredz, ka līdz 2030.–2033. gadam tas sasniegs USD 25–42 miljardus, atspoguļojot 13–16 % saliktos gada pieauguma tempus. Datu centri veido aptuveni 61% no raiduztvērēju pieprasījuma, kam seko telekomunikāciju lietojumprogrammas.

Viena{0}}režīmu šķiedru raiduztvērēji dominē ar 57% tirgus daļu, ko nosaka pieaugošās sasniedzamības prasības gan hipermēroga datu centros (starp-iekārtu savienojumam), gan telekomunikāciju tīklos (5G fronthaul un metro agregācijai). Daudzmodu raiduztvērēji saglabā 43% daļu, bet aug lēnāk ar 13-15% CAGR salīdzinājumā ar viena režīma 14–16% pieaugumu.

Pāreja uz 400 G un 800 G raiduztvērējiem paātrina viļņu garuma izsmalcinātību. 800G moduļos tiek izmantotas 8 100 G PAM4 signalizācijas joslas, parasti 850 nm īsai sasniedzamībai vai saskaņoti 1550 nm garākiem attālumiem. Nozares prognozes paredz, ka 2025. gadā 800 G raiduztvērēju piegādes palielināsies par 60%, galvenokārt AI apmācības klasteriem un hipermēroga mākoņu starpsavienojumiem.

Silīcija fotonikas tehnoloģija samazina raiduztvērēja izmaksas, vienlaikus uzlabojot veiktspēju. Optisko komponentu integrēšana uz silīcija plāksnēm nodrošina pusvadītāju ražošanas apjomradītus ietaupījumus, potenciāli samazinot 400 G raiduztvērēja izmaksas zem 500 $ līdz 2026. gadam, kas padara 400 G konkurētspējīgu ar 100 G jauniem izvietojumiem.

MWDM (vidēja viļņu dalīšanas multipleksēšana) parādījās 2024. gadā 5G tīkliem, izmantojot 12 viļņu garumus no 1267,5 nm līdz 1374,5 nm ar 3,5 nm un 7 nm atstarpi. Šie raiduztvērēji sadala atšķirību starp CWDM plašo atstarpi un DWDM šauro atstarpi, optimizējot izmaksas un kanālu skaitu frontālajiem lietojumiem, kuriem nepieciešami 6–12 viļņu garumi 10 km attālumā.

Co-packed optics (CPO) ir nākamā robeža, novietojot raiduztvērējus tieši uz slēdža silīcija, nevis izmantojot pievienojamus moduļus. Šī integrācija samazina enerģijas patēriņu par 30-40%, vienlaikus uzlabojot signāla integritāti. Sākotnējās CPO izvietošanas mērķis ir 51,2 Tbps un 102,4 Tbps slēdžu sistēmas, kas darbojas ar 800 G un 1,6 T vienā portā, kur tradicionālā pievienojamā raiduztvērēja siltuma izkliede rada dizaina problēmas.

 

Ieviešanas apsvērumi

 

Veiksmīgai viļņa garuma izvietošanai ir jāpievērš uzmanība vairākiem tehniskiem un darbības faktoriem.

Optiskās jaudas budžeta aprēķini

Katrai šķiedras saitei ir nepieciešams pietiekams optiskās jaudas budžets-atšķirība starp raidītāja izejas jaudu un uztvērēja jutību-, lai pārvarētu šķiedras zudumus, savienotāju zudumus un saglabātu sistēmas rezervi.

Standarta aprēķins: 1310 nm LR raiduztvērējs pārraida ar ātrumu -3 dBm un saņem ar ātrumu -20 dBm, nodrošinot 17 dB saites budžeta. Vairāk nekā 35 km šķiedras (0,4 dB/km × 35 km=14 dB), pievienojot divus savienotājus (katrs 0,5 dB), un 3 dB sistēmas rezerve kopā ir 18 dB. Šī saite neizdodas sliktākajā gadījumā.

Jaunināšana uz 1550 nm ER raiduztvērēju ar -1 dBm raidīšanas jaudu un -24 dBm uztvērēja jutību nodrošina 23 dB budžetu. Tai pašai 35 km saitei tagad ir atbilstoša rezerve: 35 km × 0,3 dB/km + 1dB savienotāji + 3dB robeža=14.5dB, atstājot 8,5 dB rezerves šķiedras novecošanai un temperatūras svārstībām.

Viļņa garuma saderības prasības

Tieši savienotiem raiduztvērējiem jādarbojas ar identiskiem viļņu garumiem, izņemot BiDi konfigurācijas. 1310 nm raiduztvērējs nevar sazināties ar 1550 nm raiduztvērēju pat tad, ja abi izmanto vienu-režīmu šķiedru-, uztvērēja fotodiode efektīvi nenoteiks nepareizo viļņa garumu.

CWDM un DWDM sistēmām ir nepieciešami viļņu garuma{0}}uztvērēji un pareizi konfigurēti multipleksori. 1470 nm CWDM raiduztvērējam ir jāpievienojas multipleksora 1470 nm portam. Nepareiza viļņu garuma savienošana izraisa signāla filtrēšanu, nevis pārraidīšanu.

BiDi raiduztvērēji tiek piegādāti saskaņotos pāros, kas apzīmēti ar "A" un "B" vai "augšup straumi" un "lejup straumi". A-puse var pārraidīt 1310nm/uztvert 1490nm, savukārt B-puse pārraida 1490nm/uztver 1310nm. Uzstādot divus A-puses raiduztvērējus, tiek izveidota ne-funkcionāla saite, kuras abi gali raida vienā viļņa garumā.

Vides darbības diapazoni

Uztvērēja vides specifikācijas nosaka izvietošanas piemērotību. Komerciālās-pakāpes moduļi (0-70 grādi) darbojas klimata{5}}vadāmos datu centros un centrālajos birojos. Rūpnieciskās kvalitātes raiduztvērēji (-40 līdz 85 grādi) darbojas ar āra skapjiem, šūnu torņiem un skarbām ražošanas vidēm.

Pagarinātas{0}}temperatūras raiduztvērēji maksā par 30–50% vairāk nekā komerciāli ekvivalenti. 10 G SFP+ BiDi modulim ir sagaidāms 60–80 ASV dolāru komerciālais līmenis, salīdzinot ar 90–120 ASV dolāru rūpniecisko cenu. Cenas piemaksa nodrošina darbības uzticamību ekstremālos temperatūras apstākļos, kas varētu izraisīt komerciālo raiduztvērēju izslēgšanu vai radīt kļūdas.

Viļņa garuma stabilitātei temperatūras diapazonā DWDM ir lielāka nozīme nekā CWDM. DWDM raiduztvērējam ir jānotur ITU kanāls ±0,05 nm robežās visā darbības diapazonā, un tam nepieciešama aktīva temperatūras kompensācija. CWDM ±2–3 nm viļņa garuma novirze ietilpst 20 nm kanālu atstatumā, tāpēc pietiek ar pasīvo siltuma pārvaldību.

 

Bieži uzdotie jautājumi

 

Vai vienai šķiedrai var izmantot dažādu viļņu garuma raiduztvērējus?

Nē, tiešajām saitēm no punkta{0}}līdz{1}}punktam. Abos galos ir jāizmanto identisks viļņu garums - 1310 nm līdz 1310 nm vai 1550 nm līdz 1550 nm. Vienīgais izņēmums ir BiDi tehnoloģija, kas apzināti izmanto dažādus viļņu garumus pretējos virzienos (piemēram, 1310 nm vienā virzienā, 1490 nm otrā virzienā). CWDM vai DWDM sistēmām ar multipleksoriem varat darbināt vairākus viļņu garumus vienai šķiedrai, taču katram viļņu garuma pārim joprojām ir jāsakrīt abos galos.

Kāpēc 850 nm ir īsāks sasniedzamība nekā 1310 nm vai 1550 nm?

Optiskā šķiedra vairāk vājina gaismu īsākos viļņu garumos. Pie 850 nm daudzmodu šķiedra zaudē aptuveni 2,5 dB uz kilometru, savukārt vienmoda šķiedra pie 1310 nm zaudē aptuveni 0,4 dB/km un 1550 nm šķiedra zaudē tikai 0,3 dB/km. Vairāk nekā 10 km atšķirība ir milzīga: 25 dB pie 850 nm pretstatā 3 dB pie 1550 nm. Turklāt 850 nm izmanto daudzmodu šķiedru, kas cieš no modālās izkliedes, kas ierobežo gan attālumu, gan joslas platumu.

Kā es varu zināt, vai mana esošā šķiedra atbalsta dažādus viļņu garumus?

Vispirms pārbaudiet šķiedras veidu. Daudzmodu šķiedra (OM1, OM2, OM3, OM4) darbojas tikai ar 850nm raiduztvērējiem praktiskiem attālumiem. Viena režīma šķiedra (OS1, OS2) atbalsta gan 1310 nm, gan 1550 nm viļņu garumus. Ja jums ir instalēta vienmoda šķiedra, varat brīvi pārslēgties starp 1310 nm un 1550 nm raiduztvērējiem, ja vien abi gali sakrīt. Mantotajai šķiedrai, kas uzstādīta pirms 2000. gada, varētu būt "ūdens maksimums" ap 1383 nm, kas bloķē CWDM kanālus šajā diapazonā.

Kas notiek, ja es nejauši sajaucu viļņu garumus?

Saite neizdodas izveidot vai darbojas ar ļoti augstu bitu kļūdu līmeni. Fotodiožu uztvērēji ir optimizēti konkrētiem viļņu garuma diapazoniem-1310 nm uztvērējam ir vāja jutība pie 1550 nm un gandrīz nekādas reakcijas pie 850 nm. CWDM/DWDM sistēmās ar multipleksoriem nepareizi viļņa garuma savienojumi vienkārši filtrē signālu. BiDi nesakritības dēļ abi raiduztvērēji pārraida, bet neviens nesaņem, kā rezultātā rodas pilnīga sakaru kļūme.

 

Viļņa garuma izmantošanas tehniskā attīstība

 

Nozare turpina virzīt viļņa garuma robežas, izmantojot inovācijas materiālos, modulācijas shēmās un integrācijas paņēmienos, kas ietekmē šķiedru raiduztvērēju tipus.

Kvantu punktu lāzeri nodrošina plašākas temperatūras darbību bez aktīvas dzesēšanas, potenciāli samazinot DWDM raiduztvērēja izmaksas. Agrīnie prototipi demonstrē viļņa garuma stabilitāti ±0,1 nm robežās no -40 grādiem līdz 85 grādiem, kas ir piemērots 100 GHz DWDM atstatumam bez termoelektriskiem dzesētājiem.

Dobu{0}}pamatšķiedru tehnoloģija sola pārvarēt parastās cietās{1}}pamatšķiedras pamata vājināšanās ierobežojumus. Laboratorijas demonstrācijās tiek sasniegts 0,174 dB/km pie 1550 nm{5}}, kas tuvojas teorētiskajai robežai 0,142 dB/km. Ja to komercializē, doba{8}}kodola šķiedra varētu paplašināt nepastiprināto sasniedzamību līdz 100 km vai vairāk, tādējādi samazinot atkarību no dārgas pastiprināšanas infrastruktūras.

O-joslas (1260-1360 nm) raiduztvērēji pievērš uzmanību datu centra lietojumprogrammām. Darbojoties aptuveni 1310 nm, tiek pilnībā novērsta hromatiskā izkliede uz standarta viena -moda šķiedras, novēršot DSP sarežģītību, kas nepieciešama C- joslas koherentām sistēmām. Vairāki pārdevēji 2024. gadā ieviesa 400 G un 800 G O-joslas moduļus, kuru mērķis bija 2–10 km datu centru starpsavienojumi.

Pašreizējā attīstība atspoguļo pamatprincipu: viļņu garuma izvēle starp šķiedru raiduztvērēju veidiem ir vairāk nekā tikai tehniskā specifikācija,{0}}tā nosaka, kas ir iespējams optisko šķiedru tīklos. Izprotot šos viļņa garuma domēnus un to kompromisus, tīklu dizaineri var pielāgot tehnoloģiju lietojumprogrammu prasībām, vienlaikus optimizējot gan veiktspēju, gan izmaksas.