Gwasgariad ffibr optegol yw ehangu pwls ysgafn wrth iddo deithio trwy ffibr. Pan fydd corbys yn lledaenu'n rhy bell, maent yn gorgyffwrdd wrth y derbynnydd, gan achosi gwallau didau sy'n cyfyngu ar led band a chyrhaeddiad. Mewn cyswllt modd sengl 10 Gbps- sy'n rhedeg 80 km ar 1550 nm, er enghraifft, gall gwasgariad cromatig cronedig fod yn fwy na 1,300 ps/nm - ddigon i gau'r diagram llygaid yn gyfan gwbl os na chaiff ei reoli.
Ar gyfer peirianwyr rhwydwaith a dylunwyr systemau, anaml y cwestiwn ymarferol yw "Beth yw gwasgariad?" ond yn hytrach "Pa fath o wasgariad sydd amlycaf yn fy nghysylltiad, ac a oes angen iawndal?" Mae'r canllaw hwn yn ateb y cwestiwn hwnnw trwy gerdded trwy'r prif fecanweithiau gwasgaru, eu hachosion, a'r dulliau iawndal sydd ar gael heddiw - o fodiwlau DCF etifeddol i DSP cydlynol modern.
Beth yw gwasgariad ffibr optegol?
Mae gwasgariad yn golygu nad yw pwls optegol byr yn aros yn fyr wrth iddo ymledu trwy ffibr. Mae'n lledaenu mewn amser. Po fwyaf y mae'n lledaenu, y mwyaf anodd yw hi i'r derbynnydd wahaniaethu rhwng un darn a'r nesaf. Yn ôl yITU-T G.652 safonol, mae cyfernod gwasgariad cromatig ffibr modd sengl safonol tua 17 ps/(nm·km) ger 1550 nm - paramedr sy'n rheoli'n uniongyrchol pa mor gyflym y mae corbys yn ehangu dros bellter.
Nid yw gwasgariad yn un effaith. Mae gwahanol fecanweithiau yn effeithio ar wahanol fathau o ffibr a phensaernïaeth system. Ynffibr amlfodd, gwasgariad moddol sy'n dominyddu. Ynffibr -modd sengl, gwasgariad cromatig a gwasgariad modd polareiddio yw'r pryderon allweddol. Deall pa fecanwaith sy'n berthnasol i'ch math o ffibr yw'r cam cyntaf tuag at y penderfyniad dylunio cywir.
Beth sy'n Achosi Gwasgariad Ffibr Optegol?
Mae gwasgariad yn deillio o briodweddau ffisegol y ffibr a'r ffynhonnell golau. Mae gan bob math gwasgariad achos penodol:
Gwasgariad moddolyn cael ei achosi gan fodolaeth llwybrau lluosogi lluosog (moddau) mewn ffibr amlfodd. Mae moddau archeb uwch yn teithio llwybrau effeithiol hirach na-modiau archeb is, felly maen nhw'n cyrraedd y derbynnydd ar adegau gwahanol. Y canlyniad yw ehangu pwls sy'n gwaethygu gyda phellter. Dyma pam mae gan ffibr amlfodd derfynau cyrhaeddiad cynhenid - mae ffibr OM3 sy'n cynnal 10GBASE-SR, er enghraifft, wedi'i raddio i ddim ond 300 metr.
Gwasgariad cromatigyn cael ei achosi gan donfedd-mynegai plygiannol dibynnol gwydr. Gan nad oes unrhyw laser yn allyrru tonfedd sengl berffaith, mae gwahanol gydrannau sbectrol yn teithio ar gyflymder ychydig yn wahanol. Mae gan wasgariad cromatig ddwy is-gydran: gwasgariad deunydd (o'r gwydr ei hun) a gwasgariad tonnau (o geometreg cladin craidd y ffibr). Mae eu heffaith gyfunol yn pennu cyfanswm y gwasgariad cromatig ar unrhyw donfedd penodol. Mae gan ffibr safonol G.652 donfedd gwasgariad sero ger 1310 nm, a dyna pam roedd systemau etifeddol yn gweithredu yno'n aml. Ar 1550 nm - y ffenestr a ffefrir ar gyfer-haul hir aTrosglwyddiad DWDMoherwydd gwanhad is - mae gwasgariad cromatig yn cronni'n sylweddol a rhaid ei reoli mewn unrhyw ddolen y tu hwnt i ychydig ddegau o gilometrau ar 10 Gbps neu uwch.
Gwasgariad modd polareiddio (PMD)yn cael ei achosi gan anghymesureddau yn y craidd ffibr. Mewn ffibr delfrydol, byddai dau gyflwr polareiddio orthogonol yn teithio ar yr un cyflymder yn union. Yn ymarferol, mae amherffeithrwydd gweithgynhyrchu, straen mecanyddol, ac amrywiadau tymheredd yn cyflwyno birfringence sy'n achosi i un cyflwr polareiddio gyrraedd ychydig o flaen y llall. Mae PMD yn effaith ystadegol - mae'n amrywio gydag amser ac ar hyd y ffibr - sy'n ei gwneud hi'n anoddach gwneud iawn ag elfennau optegol sefydlog. Mae fel arfer yn dod yn bryder dylunio mewn cysylltiadau 10G a 40G etifeddol sy'n fwy na 200-300 km, neu mewn systemau sy'n ailddefnyddio offer ffibr hŷn gyda chyfernodau PMD uwch (uwch na 0.5 ps / √km).
Y Tri phrif fath o wasgariad ffibr optegol
Gwasgariad Moddol
Gwasgariad moddol yw'r prif gyfyngydd lled band mewn ffibr amlfodd. Mae'n digwydd oherwydd bod ffibr amlfodd yn cynnal cannoedd neu hyd yn oed filoedd o ddulliau lluosogi, pob un yn dilyn llwybr ychydig yn wahanol trwy'r craidd. Mae ffibr amlfodd mynegai graddedig (OM1 trwy OM5) yn lleihau gwasgariad moddol trwy amrywio'r proffil indecs plygiannol ar draws y craidd, gan lywio- moddau archebu uwch fel eu bod yn cyrraedd yn agosach mewn amser i ddulliau archebu is. Er hynny, mae lled band moddol effeithiol y ffibr yn gosod nenfwd caled ar y cynnyrch cyfradd didau × pellter. Mae asgwrn cefn campws sy'n rhedeg 10G dros OM3 ar 300 m yn gweithredu ger y nenfwd hwnnw; mae gwthio y tu hwnt iddo fel arfer yn gofyn am newid i ffibr modd sengl yn hytrach na digolledwr gwasgariad.
Gwasgariad Cromatig
Gwasgariad cromatig yw'r prif nam peirianyddol mewn systemau cyrhaeddiad sengl modd hir a DWDM. Mae ei faint yn dibynnu ar dri ffactor: cyfernod gwasgariad y ffibr, lled sbectrol y ffynhonnell, a'r pellter cyswllt. Ar gyfer ffibr G.652 safonol ar 1550 nm, mae'r gwasgariad cronedig dros 100 km tua 1,700 ps/nm. Ar 10 Gbps (modiwleiddio NRZ), mae'r goddefgarwch gwasgariad oddeutu 1,000 ps/nm, sy'n golygu bod cyswllt heb ei ddigolledu ar 1550 nm wedi'i gyfyngu i tua 60 km ar y gyfradd honno.
Un naws sy'n werth ei nodi: gall swm cymedrol o wasgariad cromatig fod o fudd i systemau DWDM. Fel y disgrifir ym mhapur gwyn Corning ardylunio ffibr ar gyfer rhwydweithiau DWDM, mae gwasgariad gweddilliol yn lleihau effeithlonrwydd paru cam pedwar-cymysgu tonnau (FWM) - effaith aflinol sy'n diraddio sianeli â bylchau agos. Dyma pam y datblygwyd ffibrau nad ydynt wedi'u gwasgu'n sero (G.655 a G.656): maent yn cynnal gwasgariad bach ond di-sero ar 1550 nm i atal FWM tra'n cadw cyfanswm y gwasgariad yn hylaw.
Gwasgariad Modd Polareiddio (PMD)
Mae PMD fel arfer yn bryder am ail-o'i gymharu â gwasgariad cromatig, ond mae'n dod yn arwyddocaol mewn senarios penodol. Mae systemau etifeddiaeth cyfradd didau uchel (40 Gbps ac uwch) yn fwy sensitif i PMD oherwydd bod cyfnodau didau byrrach yn gadael llai o elw ar gyfer oedi grŵp gwahaniaethol (DGD). Mae'n bosibl y bydd cysylltiadau sy'n rhedeg dros ffibr hŷn â chyfernodau PMD uwchlaw 0.5 ps/√km - sy'n gyffredin mewn ceblau a osodwyd cyn canol y 1990au - yn dod ar draws terfynau PMD cyn terfynau gwasgariad cromatig. Yn yr achosion hyn, mae mesur a nodweddu PMD yn dod yn rhan o'r broses derbyn cyswllt. Modern cydlynoltrawsatebyddionymdrin ag iawndal PMD mewn DSP, sydd wedi lleihau PMD yn sylweddol fel rhwystr gosod annibynnol mewn adeiladau newydd.
Pa Fath o Wasgariad Sy'n Bwysig yn Eich Cysylltiad?
Mae'r ateb yn dibynnu ar eich math o ffibr, pellter, cyfradd data, a phensaernïaeth system. Dyma fframwaith penderfyniad ymarferol:
Cam 1: Nodwch y math o ffibr.Os ydych chi'n gweithio gyda ffibr amlfodd (OM1-OM5), gwasgariad moddol yw eich prif bryder. Mae gwasgariad cromatig a PMD yn ddibwys ar bellteroedd amlfodd nodweddiadol. Os ydych yn gweithio gyda-ffibr modd sengl (OS1 neu OS2), symud i gam 2.
Cam 2: Ystyriwch y donfedd.Ar 1310 nm, mae gwasgariad cromatig mewn ffibr G.652 yn agos at sero, felly anaml y mae angen iawndal hyd yn oed ar bellteroedd cymedrol. Ar 1550 nm, mae gwasgariad yn cronni ar tua 17 ps/(nm·km), ac mae angen cynllunio iawndal ar gyfer cysylltiadau hirach.
Cam 3: Gwerthuswch y gyfradd data.Mae gan gyfraddau didau uwch oddefiannau gwasgariad tynnach. Mae signal NRZ 10G yn goddef tua 1,000 ps/nm; dim ond tua 60 ps/nm y mae signal NRZ 40G yn ei oddef. Mae systemau 100G/400G cydlynol yn defnyddio modiwleiddio uwch a DSP sy'n ymestyn goddefgarwch gwasgariad yn sylweddol.
Cam 4: Gwiriwch bensaernïaeth y system.Mewn pwynt-i-bwyntio'n uniongyrchol-ganfod dolen, efallai y bydd angen iawndal gwasgariad allanol arnoch. Mewn system DWDM gydlynol fodern, mae'r trawsatebwr DSP fel arfer yn ymdrin â gwasgariad cromatig a PMD yn ddigidol, gan ddileu'r angen am fodiwlau iawndal annibynnol yn aml.
Pryd Mae Angen Iawndal Gwasgariad Chi?
Nid oes angen cam iawndal ar wahân ar bob cyswllt. Mae cyswllt modd sengl 10G sy'n rhedeg 20 km ar 1310 nm, er enghraifft, yn cronni gwasgariad cromatig dibwys ac nid oes angen iawndal o gwbl. Ond daw iawndal yn angenrheidiol pan fydd sawl amod yn cydgyfarfod:
Mae'r cyswllt yn gweithredu ar 1550 nm dros bellteroedd lle mae gwasgariad cromatig cronedig yn fwy na goddefgarwch y derbynnydd. Mae'r gyfradd data yn 10 Gbps neu'n uwch gydag opteg canfod uniongyrchol. Mae'r system yn rhwydwaith trafnidiaeth DWDM gyda dynncyllideb pŵer optegola gofynion nam. Neu mae'r ffatri ffibr wedi gwybod bod problemau PMD - ceblau hŷn, llwybrau awyr sy'n destun llwyth gwynt, neu osodiadau straen uchel.
Y rheol ymarferol: os ydych eisoes yn cynllunio cyllideb cyswllt ac amhariad, gwerthuswch y gwasgariad yn yr un cyfnod hwnnw. Mae mynd i'r afael ag ef yn ystod y dyluniad yn llawer haws na datrys gwallau ysbeidiol ar ôl eu defnyddio.
Cymharu Dulliau Iawndal Gwasgariad
Mae tri phrif ddull yn bodoli ar gyfer rheoli gwasgariad mewn cysylltiadau ffibr. Mae pob un yn cyd-fynd â chyd-destun system wahanol.
Ffibr Digolledu Gwasgariad (DCF)
Mae DCF yn ffibr a ddyluniwyd yn arbennig gyda chyfernod gwasgariad negyddol mawr (fel arfer −80 i −100 ps/(nm·km) ar 1550 nm). Mewnosodir hyd DCF wedi'i gyfrifo yn y ddolen - fel arfer mewn safleoedd mwyhadur - i wrthbwyso'r gwasgariad cromatig positif a gronnir yn y ffibr trawsyrru. DCF yw'r dull iawndal safonol mewn systemau cludo hir 10G ac etifeddiaeth DWDM ers dros ddau ddegawd. Ei brif anfanteision yw colled mewnosod ychwanegol (sy'n gofyn am ymhelaethu ychwanegol), mwy o hwyrni, ac effeithiau aflinol ychwanegol oherwydd ardal fach effeithiol DCF.
Gratio Bragg Ffibr (FBG)
Mae digolledwyr gwasgariad sy'n seiliedig ar FBG yn defnyddio strwythur mynegai plygiannol cyfnodol wedi'i ysgrifennu mewn rhan fer o ffibr. Mae'r gratio yn creu tonfedd-oediadau adlewyrchiad dibynnol sy'n gwrthdroi'r gwasgariad a gronnir yn ystod y trawsyriant. Mae modiwlau FBG yn fwy cryno na sbwliau DCF ac yn cyflwyno llai o hwyrni. Maent ar gael mewn-gwasgariad sefydlog ac amrywiadau tiwnadwy. Mae FBGs tiwnadwy yn arbennig o ddefnyddiol mewn rhwydweithiau DWDM y gellir eu hailgyflunio lle gall y map gwasgariad newid wrth i sianeli gael eu hychwanegu neu eu hailgyfeirio.
Prosesu Arwyddion Electronig a Digidol (DSP)
Mae systemau optegol cydlynol modern yn gwneud iawn am wasgariad yn ddigidol yn y DSP derbynnydd. Mae'r derbynnydd cydlynol yn dal osgled a chyfnod y maes optegol, sy'n darparu digon o wybodaeth i'r DSP wrthdroi gwasgariad cromatig a PMD yn gyfrifiadol. Fel y dogfennwyd gan yIEEE 802.3mae gweithgorau a gweithrediadau diwydiant, trawsatebyddion cydlynol 100G, 400G, ac 800G yn gwneud iawn yn rheolaidd â degau o filoedd o ps/nm o wasgariad cromatig yn DSP - gan ddileu'r angen am fodiwlau DCF neu FBG mewn-lein yn gyfan gwbl. Mae'r newid hwn wedi newid yn sylfaenol ddyluniad rhwydwaith pellter hir: mae gosodiadau DWDM mwy cydlynol fel arfer yn hepgor caledwedd iawndal gwasgariad annibynnol.
DCF yn erbyn FBG yn erbyn DSP
| Paramedr | DCF | FBG | DSP (Cydlynol) |
|---|---|---|---|
| Parth iawndal | Optegol | Optegol | Electronig |
| Cais nodweddiadol | 10G -haul hir, DWDM etifeddiaeth | DWDM, rhwydweithiau ailgyflunio | Systemau cydlynol 100G/400G/800G |
| Trin PMD? | Nac ydw | Na (wedi'i naddu'n rhannol FBG) | Oes |
| Ychwanegwyd colled mewnosod | Uchel (5-10 dB nodweddiadol) | Isel i gymedrol | Dim (electronig) |
| Tunability | Sefydlog | Sefydlog neu tunable | Yn gwbl addasol |
| Maint a lleoliad | Sbwliau ffibr mawr mewn safleoedd mwyhadur | Modiwlau cryno | Adeiladwyd yn drawsatebwr |
| Perthnasedd mewn adeiladau newydd | Yn dirywio | cilfach | Safonol |
Sut i Ddewis y Strategaeth Iawndal Iawn
Etifeddiaeth 10G neu Systemau DWDM Peirianyddol
Mewn rhwydweithiau sydd wedi'u hadeiladu o gwmpas 10G uniongyrchol-canfod llwyfannau DWDM neu lwyfannau DWDM cynnar, mae iawndal parth optegol gyda DCF neu FBG yn aml eisoes yn rhan o ddyluniad y system linell. Mae'r systemau hyn yn dibynnu ar fapiau gwasgariad gofalus - dilyniannau cynlluniedig o segmentau gwasgariad positif a negatif - i gadw'r gwasgariad cronedig o fewn goddefiant derbynnydd ym mhob rhychwant mwyhadur. Os ydych yn cynnal neu'n ehangu rhwydwaith o'r fath, gweithio o fewn y map gwasgariad presennol yn hytrach nag ailgynllunio'r dull iawndal. Modiwlau DCF newydd neu ddigolledwyr FBG y gellir eu tiwnio yw'r offer safonol yma.
Systemau Optegol Cydlynol Modern
Os yw'r ddolen yn defnyddio trawsatebyddion cydlynol (100G, 400G, neu'r tu hwnt), mae DSP yn trin gwasgariad cromatig ac iawndal PMD yn fewnol. Mae'r sgwrs dylunio yn symud o "Pa fodiwl DCM sydd ei angen arnaf?" i "Beth yw cyfanswm y gwasgariad cronedig, ac a yw o fewn ystod DSP y trawsatebwr?" Mae'r rhan fwyaf o drawsatebyddion cydlynol modern yn goddef ymhell dros 50,000 ps/nm o wasgariad cromatig - sy'n cyfateb i fwy na 3,000 km o ffibr G.652 ar 1550 nm. Yn y systemau hyn, mae modiwlau DCF neu FBG annibynnol yn ychwanegu colled a chymhlethdod diangen. Mae dileu DCF etifeddol wrth uwchraddio i gydlynol yn gam optimeiddio cyffredin sydd wedi'i ddogfennu'n dda mewn-haul moderneiddio rhwydwaith.
Amlfodd Byr-Cysylltiadau Cyrraedd
Ar gyfer cysylltiadau amlfodd mewn amgylcheddau campws neu ganolfan ddata, mae cynhyrchion iawndal gwasgariad cromatig yn amherthnasol. Mae'r cyfyngiad lled band yn foddol, nid yn gromatig. Os yw cyswllt amlfodd yn methu â bodloni gofynion perfformiad, y pethau cyntaf i'w gwirio yw gradd ffibr (OM3 vs OM4 vs OM5), hyd cyswllt o'i gymharu â safon y cais, ansawdd y cysylltydd, acydweddoldeb transceiver. Uwchraddio i -ffibr amlfodd gradd uwch neu newid i -ffibr modd sengl ac opteg yw'r llwybr ymarferol - peidio ag ychwanegu digolledwr gwasgariad.
Camgymeriadau a Chamdybiaethau Cyffredin
Gan dybio bod pob gwasgariad yn niweidiol.Mewn systemau DWDM, mae swm rheoledig o wasgariad cromatig yn atal cymysgu pedair tonnau a chosbau aflinol eraill. Dyluniwyd ffibrau wedi'u symud nad ydynt wedi'u gwasgaru'n sero (G.655) yn benodol i gynnal y gwasgariad gweddilliol buddiol hwn ar 1550 nm.
Gan dybio bod angen iawndal ar bob cyswllt.Mae cyswllt 10G ar 1310 nm dros 40 km o ffibr G.652 yn gweithredu'n dda o fewn goddefgarwch gwasgariad cromatig. Nid oes angen unrhyw iawndal o gwbl ar lawer o gysylltiadau menter a metro - mae'r opteg a'r ffibr yn ei drin yn gynhenid.
Gan dybio nad oes gan ffibr modd sengl unrhyw wasgariad.Mae ffibr modd sengl yn dileu gwasgariad moddol, ond erys gwasgariad cromatig a PMD. Ar 1550 nm, mae gwasgariad cromatig mewn ffibr G.652 yn sylweddol a rhaid rhoi cyfrif amdano mewn unrhyw ddyluniad cyrhaeddiad hir.
Dewis dull digolledu cyn nodi'r prif nam.Mae DCF yn mynd i'r afael â gwasgariad cromatig yn unig. Mae FBG yn mynd i'r afael â gwasgariad cromatig yn unig. Mae DSP mewn systemau cydlynol yn mynd i'r afael â gwasgariad cromatig a PMD. Mae dewis y dull cyn deall pa nam sydd amlycaf yn arwain at wastraffu ymdrech a chyllideb.
Cwestiynau Cyffredin
A oes gwasgariad-ffibr modd sengl?
Oes. Mae ffibr modd sengl yn dileu gwasgariad moddol oherwydd ei fod yn cynnal un modd lluosogi yn unig, ond mae'n dal i arddangos gwasgariad cromatig a gwasgariad modd polareiddio. Mae gwasgariad cromatig mewn ffibr modd sengl safonol G.652 tua 17 ps/(nm·km) ar 1550 nm a bron i sero ar 1310 nm.
Beth yw'r gwahaniaeth rhwng gwasgariad moddol a chromatig?
Mae gwasgariad moddol yn cael ei achosi gan lwybrau golau lluosog (moddau) yn cyrraedd ar wahanol adegau mewn ffibr amlfodd. Mae gwasgariad cromatig yn cael ei achosi gan donfeddi gwahanol yn teithio ar gyflymder gwahanol mewn unrhyw fath o ffibr, er ei fod yn bryder yn bennaf mewn systemau un modd. Mae gwasgariad moddol yn effeithio ar ffibr amlfodd yn unig; mae gwasgariad cromatig yn effeithio ar ffibr amlfodd a-modd sengl, ond caiff ei beiriannu'n bennaf mewn dolenni cyrhaeddiad sengl{{4}modd hir-.
Pryd mae angen iawndal gwasgariad?
Mae iawndal yn nodweddiadol yn angenrheidiol pan fydd cyswllt modd sengl- ar 1550 nm yn fwy na goddefgarwch gwasgariad cromatig y derbynnydd - er enghraifft, tua 60 km ar 10 Gbps gyda modiwleiddio NRZ ar ffibr G.652. Mewn systemau cydlynol (100G ac uwch), mae'r trawsatebwr DSP yn gwneud iawn am wasgariad yn fewnol, felly nid oes angen modiwlau iawndal annibynnol fel arfer.
A all opteg gydlynol ddileu'r angen am DCF?
Yn y rhan fwyaf o achosion, ie. Mae trawsatebyddion cydlynol modern yn gwneud iawn am wasgariad cromatig a PMD yn ddigidol, gyda goddefgarwch CD nodweddiadol yn fwy na 50,000 ps/nm. Mae llawer o weithredwyr yn cael gwared ar DCF etifeddol wrth uwchraddio i lwyfannau cydlynol, oherwydd mae'r DCF yn ychwanegu colled mewnosod heb ddarparu budd na all y DSP ei drin.
Beth sy'n achosi gwasgariad ffibr optegol?
Mae'r achosion sylfaenol yn dibynnu ar y math. Mae gwasgariad moddol yn cael ei achosi gan lwybrau lluosogi lluosog mewn ffibr amlfodd. Mae gwasgariad cromatig yn cael ei achosi gan ddibyniaeth tonfedd y mynegai plygiant gwydr a'r strwythur tonnau ffibr. Mae PMD yn cael ei achosi gan anghymesureddau a straen yn y craidd ffibr sy'n creu gwahanol gyflymder ar gyfer y ddau gyflwr polareiddio golau.
Cynllunio Eich Cyswllt Ffibr
Mae deall gwasgariad yn un darn o bos dylunio cyswllt mwy sy'n cynnwys gwanhau, colli cysylltydd, a chyllidebu pŵer optegol. Os ydych yn dylunio neu'n uwchraddio rhwydwaith ffeibr - boed yn asgwrn cefn campws byr neu'n-lwybr cludiant pellter hir - dechreuwch drwy nodi'r math o ffibr, y donfedd gweithredu, a'r gyfradd data. Mae'r tri pharamedr hynny yn pennu pa fecanwaith gwasgaru sy'n bwysig ac a oes angen iawndal.
I gael help i ddewis y cydrannau seilwaith ffibr cywir - gan gynnwyscortynnau clwt ffibr, cysylltwyr, a chydosodiadau cebl sy'n addas i'ch gofynion cyswllt - archwilioAtebion ffibr optig Dimineucysylltwch â'n tîm peiriannegar gyfer-canllawiau penodol i brosiect.
