Nid yw gwydr silica yr un mor dryloyw ar bob tonfedd. Mae gwanhad a gwasgariad cromatig yn amrywio ar draws y sbectrwm isgoch bron, a gelwir yr ystodau tonfedd lle mae colledion yn cyrraedd minima ymarferol yn ffenestri trawsyrru optegol.
Deellir y ffiseg y tu ôl i hyn yn dda. Mae gwasgariad Rayleigh yn disgyn fel 1/λ⁴, sy'n golygu bod tonfeddi hirach yn gwasgaru llai. Ar y llaw arall, mae amsugno moleciwlaidd isgoch yn dringo'n sydyn y tu hwnt i tua 1600 nm. Yr isafswm gwanhad yw lle mae'r ddau fecanwaith hyn yn croesi - ger 1550 nm. Y man croesi hwnnw yw'r rheswm y mae'r band C yn ei safle sbectrol. Ar wahân, roedd brig amsugno ïon OH⁻ gweddilliol ger 1383 nm yn hanesyddol wedi creu parth marw yn y sbectrwm, a dyna pam nad yw'r band O a'r band S yn gyfagos.
Y Saith Band Safonol ITU-T
| Band | Amrediad Tonfedd | Enw |
|---|---|---|
| 850 nm | 810–890 nm | Band 850 nm |
| O | 1260–1360 nm | Band Gwreiddiol |
| E | 1360–1460 nm | Band Estynedig |
| S | 1460–1530 nm | Band Tonfedd Byr |
| C | 1530–1565 nm | Band confensiynol |
| L | 1565–1625 nm | Band Tonfedd Hir |
| U | 1625–1675 nm | Ultra-Band Tonfedd Hir |
Mae pedwar o'r rhain yn cludo'r rhan fwyaf o draffig masnachol: 850 nm, O-band, C{-band, a L{-band. Mae'r tri sy'n weddill yn cyflawni rolau culach.
Band C-(1530–1565 nm)
Y band C-yw asgwrn cefn rhwydweithio optegol modern. Mae'n eistedd ar waelod y gromlin wanhad silica, tua 0.19–0.20 dB/km, ac mae ei ffenestr cynnydd yn alinio â Mwyhaduron Ffibr Dop Erbium-. Mae'r aliniad hwn yn gyd-ddigwyddiad o ffiseg - mae sbectrwm allyriadau ïonau erbium mewn gwydr silica yn digwydd i orgyffwrdd â'r lleiafswm colled ffibr - ond mae'r diwydiant cludo pellter hir cyfan yn dibynnu arno.
| Paramedr | Gwerth |
|---|---|
| Math o ffibr | G.652, G.654 -modd sengl |
| Gwanhau | ~0.20 dB/km |
| Helaethiad | EDFA |
| Capasiti sianel DWDM | Hyd at 96 sianel gyda bylchiad o 50 GHz |
Mae gosodiadau nodweddiadol yn cynnwys rhwydweithiau asgwrn cefn pellter hir DWDM ac uwch-haul, systemau cebl tanfor, trafnidiaeth gydlynol 100G/200G/400G/800G, a rhyng-gysylltiad canolfan ddata dros 80+ rhychwantau km. Gall pâr ffibr sengl yn C-band DWDM gludo 40-96 sianel ar 100G neu uwch o - gynhwysedd cyfanredol yn y degau o terabits yr eiliad.
Mae effeithlonrwydd sbectrol ar lawer o lwybrau band C- bellach yn agosáu at derfyn Shannon wrth i DSP cydlynol wthio tuag at 800G ac 1.6T fesul donfedd. Pan fydd y mathemateg yn stopio gweithio o'ch plaid, yr ymateb ymarferol yw actifadu capasiti band L ar yr un ffibr yn hytrach na cheisio gwasgu mwy o ddarnau allan o bob sianel.
O-Band (1260–1360 nm)
Y band O oedd y ffenestr gyntaf a ddefnyddiwyd yn fasnachol ar gyfer ffibr modd sengl ac mae'n parhau i ddominyddu cysylltiadau pellter canolig. Yr eiddo allweddol: mae gwasgariad cromatig yn agos at sero ar 1310 nm mewn ffibr safonol G.652, y pwynt lle mae gwasgariad deunydd a gwasgariad waveguide yn canslo. Mae corbys optegol yn dal eu siâp dros bellter heb iawndal, sy'n golygu y gall trosglwyddyddion ddibynnu ar bensaernïaeth symlach yn uniongyrchol - yn rhatach a phŵer is na modiwlau band C cydlynol.
| Paramedr | Gwerth |
|---|---|
| Math o ffibr | G.652 modd-sengl |
| Gwanhau | ~0.35 dB/km |
| Gwasgariad cromatig | Ger sero ar 1310 nm |
| Cyrhaeddiad nodweddiadol | 10-40 km heb ymhelaethu |
Ceisiadau cyffredin: 10G LR, 25G LR, modiwlau 100G LR4; metro Ethernet; WAN menter a phwynt ffibr tywyll-i-bwyntio; PON i fyny'r afon (1310 nm, tanysgrifiwr i OLT); Trosglwyddyddion BiDi a CWDM.
Mae'r cyfnewid{0}}i ffwrdd yn syml. O-gwanhau band ar 0.35 dB/km yn rhedeg tua 75% yn uwch na C-band, ac nid yw EDFAs yn gweithio ar y tonfeddi hyn. Y tu hwnt i 40–80 km mae angen band C. O fewn pellteroedd metro, mae O{-band yn ennill ar symlrwydd gwasgariad a chost traws-dderbynnydd. Mae mwyhaduron optegol lled-ddargludyddion a thraws-dderbynyddion band cydlynol O wrthi'n cael eu datblygu a gallent wthio'r cyrhaeddiad y gellir ei ddefnyddio ymhellach, ond nid yw defnydd cyfaint yn fuan.
Band 850 nm
Y tu mewn i adeiladau a chanolfannau data, mae'r band 850 nm ynghyd â ffynonellau VCSEL a ffibr amlfodd yn ymdrin â'r mwyafrif helaeth o-gysylltiadau cyrhaeddiad byr. Mae'r gwanhad yn uchel - tua 2.5–3.5 dB/km - ond pan fydd eich rhediad cebl hiraf yn 300 metr, mae'r nifer hwnnw'n amherthnasol.
| Paramedr | Gwerth |
|---|---|
| Math o ffibr | OM3, OM4, OM5 amlfodd |
| Gwanhau | ~3 dB/km |
| Cyrhaeddiad nodweddiadol | Hyd at 400 m ar OM4 ar 100G |
Mae opteg seiliedig ar VCSEL-yn costio llawer llai na modiwlau laser DFB, sef y pwynt cyfan. Gweinydd-i-newid, brig{5}}o-rac, asgwrn cefn y campws, 10G/25G/40G/100G SR - holl diriogaeth 850 nm.
Y duedd sy'n werth ei holrhain: mae canolfannau data ar raddfa fawr yn nodi'n gynyddol ffibr modd sengl mewn adeiladau newydd i gefnogi cyfraddau 200G a 400G fesul-lôn. Mae hyn yn raddol yn bwyta i mewn i gyfran 850 nm yn y pen uchel. Ond ar gyfer y sylfaen enfawr o ffibr amlfodd wedi'i osod ac ar gyfer rhwydweithiau menter cost-sensitif, nid yw'r band 850 nm yn mynd i unman yn fuan.
L{0}}Band (1565–1625 nm)
Mae'r band L yn gweithredu fel gorlif band C. Mae'n cynnig yr ail wanhad isaf mewn ffibr modd sengl safonol, sef tua 0.22 dB/km a gellir ei chwyddo gan EDFAs band L sydd ar gael yn fasnachol.
| Paramedr | Gwerth |
|---|---|
| Math o ffibr | G.652 modd-sengl |
| Gwanhau | ~0.22 dB/km |
| Helaethiad | L-band EDFA |
Mae ychwanegu L-band EDFAs a C+L mux/demux at safleoedd mwyhadur presennol yn dyblu'r defnyddiadwy yn fraslled band ffibrar seilwaith sydd eisoes yn y ddaear, am ffracsiwn o gost adeilad newydd. Dyma'r tro cyntaf i weithredwyr liferi capasiti dynnu pan fydd band C yn llenwi.
Mae gosodiadau C+L bellach yn safonol ar systemau tanfor mawr ac yn gynyddol gyffredin ar lwybrau daearol traffig uchel. Mae sbectrwm C+L cyfun wedi symud o fod yn linell sylfaen cynllunio capasiti braf ar gyfer seilwaith trafnidiaeth hir newydd, yn enwedig wrth i gyfraddau tonfedd ddringo i 800G.
Y Bandiau Uwchradd
Band S{0}}(1460–1530 nm)
Heddiw prif ddefnydd masnachol y band S{0}} yw PON: GPON a XG -PON yn defnyddio 1490 nm ar gyfer traffig i lawr yr afon o OLT i danysgrifwyr. Y tu hwnt i hynny, mae band S-yn darged ymchwil ar gyfer band llydan S+C+L y genhedlaeth nesaf DWDM. Mae mwyhaduron ffibr doped Thulium ac ymhelaethu Raman yn atebion enillion ymgeiswyr, ond nid yw'r naill na'r llall yn agos at gost band EDFA cyfatebol C/L na dibynadwyedd ar raddfa gynhyrchu. Mae arddangosiadau labordy yn bodoli; nid yw band S masnachol mawr DWDM yn gwneud hynny.
E-Band (1360–1460 nm)
Yn hanesyddol, roedd brig dŵr OH⁻ ger 1383 nm yn golygu na ellid defnyddio'r band hwn. Mae ffibr brig dŵr sero G.652.D yn dileu'r amsugniad, ac mae gwanhau band E ar ffibr ZWP mewn gwirionedd yn disgyn yn is na lefelau band O. Y broblem yw sylfaen gosod: y rhan fwyaf o ffibr yn y ddaear ledled y byd yw etifeddiaeth G.652.A neu G.652.B gyda'r brig dŵr yn gyfan. Mae trosglwyddyddion band E masnachol a mwyhaduron yn parhau i fod yn brin. Yn realistig, dim ond mewn maes glas sy'n bwysig i'r band E mae'n adeiladu ar ffibr ZWP lle mae angen pob slot CWDM sydd ar gael.
U{0}}Band (1625–1675 nm)
Nid yw'r band U yn cario unrhyw draffig data. Mae ei unig swyddogaeth allan o-monitro band ffibr. Mae offer OTDR ar donfeddi band U-yn chwistrellu curiadau prawf i mewn i ffibr byw, yn mesur adlewyrchiadau, colledion sbleis, ansawdd cysylltydd, ac yn torri heb dorri ar draws gwasanaethau gweithredol ar fandiau eraill.
Dewis y Ffenestr Darlledu Cywir
| Gofyniad | Band a Argymhellir | Rheswm |
|---|---|---|
| Cyswllt o dan 400 m, ffibr amlfodd | 850 nm | Cost isaf gydag opteg VCSEL; cyrhaeddiad digonol |
| Cyswllt 1–40 km, modd-sengl, dim mwyhad | O-band (1310 nm) | Ger{0}}gwasgariad sero; dyluniad transceiver symlach |
| FTTH i lawr yr afon (PON/GPON) | S{0}}band (1490 nm) | Safon PON ar gyfer OLT{0}i-danysgrifiwr i lawr yr afon |
| Cyswllt dros 40 km, neu DWDM yn ofynnol | Band C-(1550 nm) | Colled isaf; EDFA gydnaws; dwysedd sianel uchaf |
| C-band yn llawn, angen mwy o sianeli ar ffibr presennol | L-band | Bron-yn dyblu sbectrwm defnyddiadwy gydag ychydig iawn o newid seilwaith |
| Monitro iechyd ffibr heb darfu ar draffig | U{0}}band | Allan{0}}o-ddiagnosteg band OTDR |
| Tonfeddi lluosog, metro, dim ymhelaethiad | CWDM ar draws O+E+S+C+L | bylchiad 20 nm; hyd at 18 sianel; cost is na DWDM |
Cyfyngiadau Penderfyniad Allweddol
Math Ffibr Gosod
Mae ffibr amlfodd (OM3/OM4) yn cyfyngu -dolenni cyflymder uchel i 850 nm. Mae modd sengl Etifeddiaeth G.652.A/B-yn diystyru band E oherwydd yr uchafbwynt dŵr. Y ffibr sydd eisoes yn y ddaear yw'r cyfyngiad cyntaf - mae popeth arall yn dilyn ohono.
Gofyniad Ymhelaethiad
Mae EDFAs yn gweithio mewn bandiau C ac L yn unig. Rhaid i ddolenni sydd angen mwyhau optegol - yn gyffredinol y tu hwnt i 80 km - ddefnyddio un o'r ddau fand hyn. Mae ymestyn band O y tu hwnt i 40 km yn golygu naill ai adfywiad trydanol neu drosglwyddyddion cydlynol pŵer uchel heb eu chwyddo, y ddau ohonynt yn ychwanegu cost.
Cyfrif Sianel a Strategaeth Amlblecsu
Mae CWDM yn cefnogi hyd at 18 sianel gyda bylchau o 20 nm, dim mwyhad, a chost is fesul-sianel. Mae DWDM yn pacio 40-96+ sianeli i mewn i fand C yn unig (mwy gyda band L{{{}}), mae angen EDFAs, ac yn darparu llawer mwy o gapasiti cyfanredol. Mae'r rhan fwyaf o gysylltiadau metro a menter yn cael eu gwasanaethu'n dda gan CWDM. Asgwrn cefn, llong danfor, a-galw am DCI ar raddfa fawr DWDM. Tua 8-10 sianel yw'r man croesi neu rychwantau chwyddedig y tu hwnt i 80 km.
Cyllideb Cost a Phŵer y Transceiver
Opteg VCSEL 850 nm yw'r rhataf. O-band DFB-modiwlau seiliedig (LR, LR4) yn eistedd yn y canol. C-modiwlau band cydlynol sy'n cario'r pris a'r tyniad pŵer uchaf. Nid oes unrhyw fudd technegol i ddefnyddio opteg gydlynol ar gyswllt metro 10 km y mae modiwl O-band LR yn ymdrin ag ef heb anhawster.
Sut mae WDM yn Defnyddio Windows Transmission
Amlblecsu Is-adran Tonfeddyn aseinio gwahanol donfeddi i ffrydiau data annibynnol ac yn eu trosglwyddo ar yr un pryd dros un ffibr. Mae'r ffenestri trawsyrru yn diffinio'r cyfanswmlled band o ffibrar gael ar gyfer yr amlblecs hwn.
CWDM
bylchau sianel 20 nm ar draws bandiau O, E, S, C ac L. Hyd at 18 sianel. Nid oes angen ymhelaethu dros bellteroedd metro arferol. Mae laserau heb eu hoeri yn cadw costau'n isel. Defnyddir mewn rhwydweithiau metro, rhyng-gysylltiad canolfan ddata is-80 km, a chysylltiadau ffibr tywyll menter.
DWDM
Bwlch sianeli 100 GHz neu 50 GHz o fewn band C, wedi'i ymestyn yn ddewisol i sianeli band L ar 100 GHz neu 96 ar 50 GHz, pob un yn cario 100G neu fwy. Mae angen EDFAs am gyfnodau hir. Wedi'i ddefnyddio ar-asgwrn cefn pellter hir, ceblau llong danfor, ac uchel-ffibr lled bandyn cydgysylltu.
Mae'r dewis rhwng CWDM a DWDM yn dibynnu ar gapasiti yn erbyn cost. Mae CWDM yn rhatach fesul sianel ond yn cyrraedd 18 sianel heb unrhyw lwybr ymhelaethu. Mae DWDM yn costio mwy, ond yn graddio i ddegau o derabits ar un pâr ffibr.
FAQ
C: Sut mae cyfrifo'r gyllideb gyswllt i benderfynu a oes angen ymhelaethu ar fy rhychwant ffibr?
A: Mae cyllideb gyswllt yn adio'r holl golledion rhwng y trosglwyddydd a'r derbynnydd: gwanhad ffibr fesul cilomedr wedi'i luosi â hyd rhychwant, ynghyd â cholledion sbleis (0.05-0.1 dB yr un fel arfer), colledion cysylltwyr (tua 0.3-0.5 dB fesul pâr cyfatebol), ac unrhyw ymyl a neilltuwyd ar gyfer heneiddio ac atgyweirio (2-3 dB fel arfer). Cymharwch y cyfanswm â chyllideb pŵer optegol eich trosglwyddydd - y gwahaniaeth rhwng pŵer trawsyrru a sensitifrwydd derbynnydd. Os yw cyfanswm y golled yn fwy na'r gyllideb pŵer, mae angen naill ai ymhelaethu (EDFA yn C/L-band) neu adfywio trydanol.
C: A yw oedran ffibr yn diraddio perfformiad trawsyrru ar draws gwahanol fandiau?
A: Ydw. Dros flynyddoedd o wasanaeth, gall gwanhau ffibr gynyddu oherwydd bod hydrogen yn dod i mewn, microblygu oherwydd straen cebl, ac amlygiad cronnol i leithder. Mae'r effeithiau hyn yn -ddibynnol - tonfeddi hirach yn y band L ac U-yn tueddu i fod yn fwy sensitif i golledion microbending na thonfeddi byrrach. Yn ogystal, gall ffibr etifeddol a osodwyd cyn safonau G.652.D weld brig dŵr OH⁻ yn gwaethygu dros amser os bydd hydrogen yn treiddio. Ar gyfer rhwydweithiau sydd wedi'u cynllunio gyda chylch bywyd 15-20 mlynedd, mae'n werth ystyried ymyl heneiddio o 0.02-0.05 dB/km wrth ddylunio cyllidebau cyswllt.
C: A allaf redeg signalau band C ac O ar yr un ffibr ar yr un pryd?
A: Ydw. Gan fod band C-(1530–1565 nm) ac O-band (1260–1360 nm) yn meddiannu ystodau tonfedd nad ydynt yn gorgyffwrdd, gallant gydfodoli ar un ffibr gan ddefnyddio cyplyddion band llydan WDM neu holltwyr bandiau. Senario arferol yw rhedeg traffig pellter hir DWDM yn y band C wrth gludo cysylltiadau 10G neu 25G LR lleol yn y band O ar yr un llinyn ffibr. Y gofyniad allweddol yw hidlo band cywir ar bob pen i atal crosstalk. Mae'r dull hwn yn gwneud y defnydd gorau o ffibr heb ddefnyddio cebl ychwanegol.
C: Sut mae tymheredd amgylchynol yn effeithio ar drosglwyddo ffibr mewn gwahanol fandiau?
A: Mae newidiadau tymheredd yn achosi newidiadau bach mewn gwanhau ffibr a gwasgariad cromatig. Ar gyfer gwanhau, mae'r effaith yn fach yn y band C ac O o dan amodau gweithredu arferol (–40 gradd i +70 gradd ), yn nodweddiadol yn llai nag amrywiad 0.01 dB/km. Gall sifftiau gwasgariad fod yn bwysig i systemau cydlynol cyflym sy'n rhedeg ar 400G neu uwch - mae'r donfedd gwasgariad sero o ffibr G.652 yn drifftio ychydig gyda thymheredd, a all fod angen addasiadau iawndal DSP. Dylai gweithfeydd ceblau awyr agored gyda thymheredd siglenni eang roi cyfrif am hyn yn ymyl y system, yn enwedig ar rychwantau chwyddedig hir lle mae newidiadau bach fesul-km yn cronni.
C: Beth yw'r uchafswm ymarferol o donfeddi y gallaf eu rhedeg ar un ffibr heddiw?
A: Mewn rhwydweithiau cynhyrchu, mae system DWDM band C+L gyda bylchau sianel 50 GHz yn cefnogi tua 160-192 donfedd ar un ffibr. Ar 400G y sianel, mae hyn yn cyfateb i dros 60 Tbps o gapasiti cyfanredol fesul ffibr. . Ar gyfer gosodiadau CWDM, yr uchafswm ymarferol yw 18 sianel ar draws pob band gyda bylchau o 20 nm. Mae'r cyfrif defnyddiadwy gwirioneddol yn dibynnu ar eich math ffibr gosodedig - ffeibr etifeddol gyda'r brig dŵr yn lleihau CWDM i tua 8–10 sianeli trwy ddileu slotiau band E.
