Leiðbeiningar um ljósleiðaraskipti fyrir glugga og bandbreidd trefja

Kísilgler er ekki jafn gagnsætt á hverri bylgjulengd. Dempun og litadreifing eru mismunandi á nær-innrauða litrófinu og bylgjulengdarsviðin þar sem tap nær hagnýtum lágmörkum eru kölluð optískir sendingargluggar.

Eðlisfræðin á bak við þetta er vel skilin. Rayleigh dreifing minnkar sem 1/λ⁴, sem þýðir að lengri bylgjulengdir dreifast minna. Innrauð sameindagleypni fer aftur á móti verulega upp fyrir u.þ.b. 1600 nm. Lágmarksdeyfingin situr þar sem þessir tveir kerfi fara yfir - nálægt 1550 nm. Sá þverunarpunktur er ástæðan fyrir því að C-bandið tekur þá litrófsstöðu sem það gerir. Sérstaklega myndaði leifar af OH⁻ jóna frásogstoppi nálægt 1383 nm sögulega dautt svæði í litrófinu, sem er ástæðan fyrir því að O-bandið og S-bandið eru ekki samliggjandi.

Sjö ITU-T staðlaðar hljómsveitir

Fjórir þeirra bera megnið af viðskiptaumferð: 850 nm, O-band, C-band og L-band. Hinir þrír þjóna þrengri hlutverkum.

C-hljómsveit (1530–1565 nm)

C-bandið er burðarás nútíma ljósnets. Hann situr neðst á kísildempunarferlinum, um 0,19–0,20 dB/km, og ávinningsglugginn er í takt við Erbium-dópaðir trefjamagnarar. Þessi jöfnun er tilviljun eðlisfræðinnar - losunarróf erbíumjóna í kísilgleri skarast við lágmark trefjataps - en allur langflugsflutningaiðnaðurinn er háður því.

Dæmigert dreifing felur í sér DWDM langdræg-- og ofur-löng-grunnnet, sækapalkerfi, 100G/200G/400G/800G samhangandi flutning og gagnaver samtengingu yfir 80+ km span. Eitt trefjapar í C-band DWDM getur borið 40–96 rásir við 100G eða yfir - heildargetu í tugum terabita á sekúndu.

Litrófsnýtni á mörgum C-bandsleiðum er nú að nálgast Shannon mörkin þar sem samhangandi DSP ýtir í átt að 800G og 1,6T á hverja bylgjulengd. Þegar stærðfræðin hættir að virka þér í hag, þá eru hagnýt viðbrögð að virkja L-bandsgetu á sama trefjaranum frekar en að reyna að kreista fleiri bita út úr hverri rás.

O-hljómsveit (1260–1360 nm)

O-hljómsveitin var fyrsti glugginn sem notaður var í viðskiptalegum tilgangi fyrir einfaldar-stillingar trefjar og heldur áfram að ráða meðalfjarlægðartengingum-. Lykilleiginleikinn: litdreifing er nálægt núlli við 1310 nm í stöðluðum G.652 trefjum, punkturinn þar sem efnisdreifing og bylgjuleiðardreifing hætta. Optískir púlsar halda lögun sinni yfir fjarlægð án bóta, sem þýðir að senditæki geta reitt sig á einfaldari beina-greiningu arkitektúr - ódýrari og minni afl en samfelldar C-bandseiningar.

Algeng forrit: 10G LR, 25G LR, 100G LR4 einingar; Metro Ethernet; fyrirtæki WAN og dökk trefjar benda-í-punkt; PON andstreymis (1310 nm, áskrifandi að OLT); BiDi og CWDM senditæki.

Viðskiptin-er einföld. O-bandsdempun við 0,35 dB/km er um 75% hærra en C-bandið og EDFA virka ekki á þessum bylgjulengdum. Fyrir utan 40–80 km þarftu C-band. Innan neðanjarðarlestarinnar vinnur O-bandið á dreifingareinfaldleika og sendingarkostnaði. Hálfleiðara sjónmagnarar og samhangandi O-bandssendingar eru í þróun og gætu ýtt nothæfri seilingu lengra, en hljóðstyrksdreifing er ekki yfirvofandi.

850 nm hljómsveit

Inni í byggingum og gagnaverum, 850 nm bandið, parað við VCSEL uppsprettur og multimode trefjar, sér um langflest stutta-tengla. Dempunin er mikil - um 2,5–3,5 dB/km - en þegar lengsta snúruhlaupið þitt er 300 metrar skiptir þessi tala engu máli.

VCSEL-undirstaða ljósfræði kostar verulega minna en DFB-leysiseiningar, sem er málið. Server-til-skipta, efst-af-rekki, háskólasvæði, 10G/25G/40G/100G SR - allt 850 nm landsvæði.

Þróunin sem vert er að fylgjast með: gagnaver í stórum stíl tilgreina í auknum mæli einfaldar-stillingar trefjar í nýjum byggingum til að styðja 200G og 400G á hverri-akrein. Þetta er smám saman að éta upp í 850 nm hlutdeild í hámarkinu. En fyrir gríðarlega uppsettan grunn fjölstillingar trefja og fyrir kostnaðar-viðkvæm fyrirtækjanet, þá fer 850 nm bandið ekki á næstunni.

L-hljómsveit (1565–1625 nm)

L-bandið virkar sem yfirflæði C-bandsins. Það býður upp á næst-lægstu dempunina í venjulegum einfaldri-stillingu trefjum, um það bil 0,22 dB/km og hægt er að magna hann upp með L-bands EDFA-tækjum sem eru fáanlegar í sölu.

Með því að bæta við L-band EDFA og C+L mux/demux á núverandi magnarastöðum tvöfaldast nothæftbandbreidd trefjaá innviðum sem þegar eru í jörðu, á broti af nýbyggingarkostnaði. Þetta er fyrsta afkastagetuhandfangið sem togar þegar C-bandið fyllist.

C+L dreifing er nú staðalbúnaður í helstu kafbátakerfum og sífellt algengari á-umferðarmiklum landleiðum. Samsett C+L litróf hefur breyst úr því að vera gott-í-þarf yfir í grunnlínu afkastagetuáætlunar fyrir nýja langlínu-innviði, sérstaklega eftir því sem-bylgjulengdarhraði hækkar í 800G.

Secondary hljómsveitirnar

S-hljómsveit (1460–1530 nm)

Í dag er aðalnota S-bandsins í atvinnuskyni PON: GPON og XG-PON nota 1490 nm fyrir niðurstreymisumferð frá OLT til áskrifenda. Fyrir utan það er S-band rannsóknarmarkmið fyrir næstu-kynslóð S+C+L breiðbands DWDM. Thulium-dópaðir trefjamagnarar og Raman mögnun eru frambjóðandi lausnir, en hvorugur er nálægt því að passa við C/L-band EDFA kostnað eða áreiðanleika í framleiðslu mælikvarða. Sýningar á rannsóknarstofu eru til; stór-auglýsinga S-band DWDM gerir það ekki.

E-Hljómsveit (1360–1460 nm)

OH⁻ vatnstoppurinn nálægt 1383 nm gerði þetta band ónothæft. G.652.D núllvatnstoppstrefjar útiloka frásogið og E-bandsdeyfing á ZWP trefjum fer í raun niður fyrir O-bandsgildi. Vandamálið er uppsett grunn: flestir trefjar í jörðu um allan heim eru arfleifðar G.652.A eða G.652.B með vatnstoppinn ósnortinn. E-band senditæki og magnarar eru enn af skornum skammti. Raunhæft er að E-bandið skiptir aðeins máli í greenfield byggir á ZWP trefjum þar sem þörf er á öllum tiltækum CWDM raufum.

U-hljómsveit (1625–1675 nm)

U-bandið ber enga gagnaumferð. Eina virkni þess er utan-af-band trefjavöktun. OTDR búnaður á U-bandsbylgjulengdum dælir prófpúlsum inn í lifandi trefjar, mælir endurkast, skeytatap, tengigæði og brotnar án þess að trufla virka þjónustu á öðrum böndum.

Að velja réttan sendingarglugga

Helstu takmarkanir á ákvörðunum

Uppsett trefjartegund

Multimode fiber (OM3/OM4) takmarkar háhraðatengla við 850 nm. Eldri G.652.A/B stakur-hamur útilokar E-band vegna vatnstoppsins. Trefjarinn sem þegar er í jörðu er fyrsta þvingunin - allt annað fylgir því.

Krafa um mögnun

EDFA virka aðeins í C og L hljómsveitum. Tenglar sem krefjast ljósmögnunar - almennt umfram 80 km - verða að nota annað af þessum tveimur böndum. Að lengja O-band umfram 40 km þýðir annaðhvort rafendurnýjun eða há-ómagnað samhangandi senditæki, sem báðir auka kostnað.

Rásarfjölda- og margföldunaráætlun

CWDM styður allt að 18 rásir með 20 nm bili, engri mögnun og lægri kostnaði á hverja-rás. DWDM pakkar 40–96+ rásum inn í C-bandið eitt sér (meira með L-bandinu), krefst EDFAs og skilar miklu meiri heildargetu. Flestir neðanjarðar- og fyrirtækjatenglar eru vel þjónað af CWDM. Hryggjarstykki, kafbátur og stór{10}}DCI krefjast DWDM. Krosspunkturinn er um það bil 8–10 rásir eða magnað spannar umfram 80 km.

Senditækiskostnaður og orkuáætlun

850 nm VCSEL ljósfræði er ódýrust. O-band DFB-einingar (LR, LR4) sitja í miðjunni. Samhæfðar einingar fyrir C-band bera hæsta verðið og orkunotkunina. Það er enginn tæknilegur ávinningur af því að nota samhangandi ljósfræði á 10 km neðanjarðarlestartengli sem O-band LR eining höndlar án erfiðleika.

Hvernig WDM notar sendingarglugga

Bylgjulengdardeild margföldunúthlutar mismunandi bylgjulengdum til óháðra gagnastrauma og sendir þær samtímis yfir eina trefjar. Sendingargluggarnir skilgreina heildinabandbreidd trefjaí boði fyrir þessa margföldun.

CWDM

20 nm rásarbil yfir O, E, S, C og L bönd. Allt að 18 rásir. Engin mögnun krafist yfir venjulegar neðanjarðarlestarvegalengdir. Ókældir leysir halda kostnaði lágum. Notað í neðanjarðarlestarnetum, undir 80 km gagnaverum samtengingu og dökkum trefjatengingum fyrirtækja.

DWDM

100 GHz eða 50 GHz rásabil innan C-bandsins, mögulega útvíkkað í L-band. 40 rásir á 100 GHz eða 96 við 50 GHz, sem hver ber 100G eða meira. EDFAs sem krafist er fyrir langt span. Dreift á -langflugsgrind, sæstrengi og háhraða-bandbreiddar trefjarsamtengingar.

Valið á milli CWDM og DWDM kemur niður á getu á móti kostnaði. CWDM er ódýrara á hverja rás en nær yfir 18 rásir án mögnunarleiðar. DWDM kostar meira en skalast í tugi terabita á einu trefjapari.