850 nm, 1310 nm i 1550 nm tri su standardne valne duljine optičkih vlakana jer je svaka povezana s prozorom za prijenos niskih gubitaka u staklenim vlaknima i podržana je razvijenim laserima, detektorima, primopredajnicima i opremom za testiranje. Brzo pravilo koje većina inženjera koristi: odaberite850nm za kratke višemodne vezeunutar zgrade ili podatkovnog centra,1310nm za jednomodne veze do oko 10 km, i1550nm za dugolinijske, pojačane ili DWDM sustave. Ostatak ovog vodiča objašnjava zašto postoje ti prozori, koliko vas svaka valna duljina zapravo košta u prigušenju i kako uskladiti valnu duljinu s vašim vlaknom, optikom, udaljenošću i planom testiranja.
Valna duljina nikada nije samostalan izbor. Vezan je za vrstu vlakna i optički modul, tako da je pravi cilj odabrati potpunu kombinaciju - vlakno, primopredajnik, konektor i proračun veze - a ne broj u izolaciji.
Što je valna duljina optičkih vlakana?
Valna duljina je razmak između ponavljajućih točaka svjetlosnog vala, mjeren u nanometrima (nm) u optičkim vlaknima. Svjetlo se nalazi u području bliskom infracrvenom području i nevidljivo je oku, zbog čega vlakno pod naponom može prenijeti značajnu optičku snagu bez ičega na konektoru - i zašto nikada ne biste trebali gledati u vlakno s napajanjem.
Kada je veza opisana kao "850nm," "1310nm" ili "1550nm," ta brojka je nominalna središnja valna duljina odaslanog signala. Valna duljina je bitna jer pokrećeprigušenje, kromatska disperzija, korisna udaljenost, kompatibilnost tipa vlakana, dizajn primopredajnika, planiranje WDM kanala i kako se testira veza.
Zašto optička vlakna koriste 850nm, 1310nm i 1550nm
Staklo ne prigušuje sve valne duljine jednako. Gubitkom dominira Rayleighovo raspršenje, koje naglo opada kako valna duljina raste (otprilike s obrnutom četvrtom potencijom valne duljine), plus apsorpcijski vrhovi - povijesno jak vodeni/OH⁻ vrh blizu 1383 nm. Tri klasična prozora nalaze se u dolinama s malim gubicima između tih vrhova, što je glavni razlog zašto su postali standardni.
Ovi se prozori također preslikavaju na imenovane optičke pojaseve koji se koriste u cijeloj industriji. 1310nm nalazi se u O-pojasu (izvorno, otprilike 1260–1360 nm), dok 1550 nm sjedi u C-pojasu (konvencionalno, otprilike 1530–1565 nm), pri čemu S-, E- i L-pojasi popunjavaju praznine. Ako želite cijeli plan benda, naš pregledpojasevi valnih duljina optičkih vlakana i prozori optičkog prijenosaprolazi kroz svaku.
Jednako je važan i ekosustav. Industrija je izgradila kompletan hardver oko ove tri točke: VCSEL i LED diode na 850 nm, Fabry-Perot i DFB laseri na 1310 nm i 1550 nm, odgovarajuće fotodiode, primopredajnike, WDM filtre i ispitne instrumente. Taj zreo opskrbni lanac veliki je dio zašto su tri prozora ostala dominantna desetljećima.
850nm naspram 1310nm naspram 1550nm
| Valna duljina | Uobičajena vlakna | Tipično prigušenje* | Uobičajena optika / standardi | Tipični doseg | Najbolje za | Glavno ograničenje |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 850nm | Višemodni (OM3/OM4/OM5) | ~2,5–3,5 dB/km | VCSEL SFP+/QSFP, 10GBASE-SR, 40G/100G-SR4 | Deseci do nekoliko stotina metara | Isplativi kratki linkovi | Kratka udaljenost, modalna ograničenja propusnosti |
| 1310nm | Single-mode (OS2); naslijeđeno MM testiranje | ~0,32–0,4 dB/km (jednomodni) | DFB SFP/SFP+, 1000BASE-LX, 10GBASE-LR, 100G-LR4 | ~2–10+ km | Uravnoteženi doseg jednog načina rada | Veći gubitak od 1550 nm na dugim rasponima |
| 1550nm | Single-mode (OS2) | ~0,18–0,25 dB/km | 10GBASE-ER/ZR, DWDM/koherentan, EDFA pojačan | 40–80+ km, stotine km pojačano | Dugi i WDM kapacitet | Osjetljivo na savijanje; nelinearnosti pri velikoj snazi |
*Tipične brojke. Stvarni gubitak ovisi o vrsti vlakana i primjenjivom standardu.
Tretirajte ovu tablicu kao početnu točku. Konačni izbor trebao bi slijediti specifikaciju vlakana, podatkovnu tablicu primopredajnika, mrežni standard i proračun veze.
Tipično prigušenje prema valnoj duljini
Prigušenje je pojedinačni najkorisniji broj za planiranje, pa su ovdje reprezentativne vrijednosti. Za višemodna vlakna gubitak je otprilike 3 dB/km na 850 nm i oko 1 dB/km na 1300/1310 nm, s TIA-568 postavljanjem maksimuma blizu 3,5 i 1,5 dB/km. Za jednomodna vlakna gubitak je oko 0,32–0,4 dB/km na 1310 nm i 0,18–0,25 dB/km na 1550 nm, a vrhunska vlakna s malim gubicima dosežu ispod 0,17 dB/km na 1550 nm. Oni se podudaraju s tipičnim iznosima gubitaka koje je objavioUdruga optičkih vlakana.
| Vlakno i valna duljina | Tipično prigušenje | Bilješke |
|---|---|---|
| Višemodni @ 850nm | ~2,5–3,5 dB/km | TIA-568 maksimalno blizu 3,5 dB/km |
| Višemodni @ 1300nm | ~0,7–1,5 dB/km | Sada uglavnom testna/naslijeđena valna duljina |
| Jednomodni @ 1310nm | ~0,32–0,4 dB/km | O-pojas, blizu područja nulte disperzije |
| Jednomodni @ 1550nm | ~0,18–0,25 dB/km | C-pojas; vlakno s ultra niskim gubicima ispod 0,17 dB/km |
Zašto je to važno: preko 100 m razlika između valnih duljina je trivijalna, ali preko 80 km ona odlučuje hoće li se veza uopće zatvoriti. Ta je praznina središnji razlog zašto 1550nm dominira dizajnom za velike udaljenosti dok 850nm ostaje u podatkovnom centru.
850nm: Višemodne veze kratkog dometa
850nm je multimodni radni konj. Radi na OM3, OM4 i OM5 vlaknu s jeftinim VCSEL primopredajnicima, zbog čega dominira unutar podatkovnih centara i zgrada.
Gdje stane.Prijenosno-poslužiteljski i leaf-spine veze podatkovnog centra, kratke Ethernet linije i strukturno kabliranje visoke gustoće. Uobičajen stvarni primjer je 100GBASE-SR4 vezaOM4 višemodni patch kabelina do otprilike 100 m, ili 10GBASE-SR preko OM3/OM4 za kraće skokove. Oni se povezuju s višemodnim SFP+, QSFP i QSFP28 modulima.
- Najbolje odgovara:kratke, guste, troškovno osjetljive veze gdje su vlakna daleko ispod nekoliko stotina metara.
- Izbjegavajte kada:rasponu je potreban single-mode doseg - guranje od 850 nm preko proračuna uzrokuje bitne pogreške, a ne samo tanju marginu.
- Provjerite prije upotrebe:razred vlakana (OM3 nasuprot OM4 nasuprot OM5), vrstu konektora i podržanu udaljenost modula pri vašoj brzini prijenosa podataka. Pri velikim brzinama modalna propusnost, a ne prigušenje, ograničava udaljenost od 850 nm.
1310nm: uravnotežene jednomodne veze
1310nm je zadana vrijednost za single-mode veze koje ne trebaju DWDM kapacitet ili doseg od 1550nm. Nalazi se u O-pojasu, blizu područja nulte disperzije standardnog jednomodnog vlakna, što održava nisku kromatsku disperziju i čini ga lakšim na umjerenim udaljenostima. To ponašanje nulte disperzije blizu 1310nm je upravo ono štoITU-T G.652specificira za standardna jednomodna vlakna.
Gdje stane.Okosnice poduzeća i kampusa, pristup metrou i veze od točke do točke na srednjim udaljenostima uključeneOS2 single-mode patch kabeli. Tipična optika je 1000BASE-LX, 10GBASE-LR (oko 10 km) i 100GBASE-LR4 - obitelj "LR / long-reach".
1310nm naspram 1550nm, ukratko.1310nm pobjeđuje na disperziji i cijeni komponenti za umjerene raspone; 1550 nm pobjeđuje pri prigušenju i podršci pojačala za velike raspone. Ako je vaša veza manja od otprilike 10 km i ne multipleksirate mnogo kanala, 1310nm je obično jednostavniji i jeftiniji izbor.
Je li 1310nm single-mode ili multimode?U modernom dizajnu to je jednomodna valna duljina. I dalje ćete vidjeti 1300/1310nm u višemodnom testiranju i naslijeđenim višemodnim kontekstima, zbog čega biste trebali pročitati punu specifikaciju sustava, a ne suditi samo po valnoj duljini.
- Najbolje odgovara:jednomodne veze do otprilike 10 km bez pojačanja.
- Izbjegavajte kada:trebate 40 km ili više bez pojačala ili DWDM s velikim brojem kanala.
- Provjerite prije upotrebe:da su oba kraja single-mode, da se konektor i poliranje podudaraju i da klasa dosega (na primjer LR naspram ER) pokriva vašu udaljenost.
1550n: Niski gubici za duge udaljenosti i WDM
1550 nm je valna duljina velike udaljenosti i velikog kapaciteta. Prigušenje u silicijskom dioksidu ovdje je na praktičnom minimumu, tako da svaki kilometar košta manje optičke snage - odlučujuće za desetke ili stotine kilometara.
Dvije stvari čine 1550n posebnim. Prvo, nizak gubitak rasteže proračun veze za duge raspone. Drugo, nalazi se u C-pojasu, gdje rade optička pojačala dopirana erbijem (EDFA), tako da se signali mogu optički pojačati bez pretvaranja natrag u elektroniku. Zajedno omogućuju 10GBASE-ER (oko 40 km), 10GBASE-ZR (oko 80 km) i koherentne sustave na dugim udaljenostima.
1550nm i WDM.Multipleksiranje po valnim duljinama šalje mnogo kanala niz jedno vlakno na različitim valnim duljinama. Gusti WDM (DWDM) sadrži desetke blisko razmaknutih kanala oko C-pojasa, na mreži usidren na 193,1 THz (oko 1552,52 nm) definiranojITU-T G.694.1. Zbog toga 1550 nm nije samo valna duljina "s malim gubicima", već okosnica prijenosa velikog kapaciteta. Za višekanalne veze, našDWDM mux/demux modulinositi se s kombiniranjem i razdvajanjem valne duljine.
- Najbolje odgovara:dugolinijski, metro prijevoz, pojačane veze i DWDM kapacitet.
- Izbjegavajte kada:kratka veza bila bi jeftinija na 850nm ili 1310nm. 1550nm optici i pojačalima, a velika snaga pokretanja može izazvati nelinearne efekte.
- Provjerite prije upotrebe:snaga lansiranja u odnosu na preopterećenje prijamnika, disperzija na dugim rasponima i je li ruta samo C-pojas ili C+L.
Tablica odabira valne duljine optičkih vlakana
Upotrijebite ovu matricu za prijelaz sa scenarija na početnu konfiguraciju, a zatim potvrdite podatkovnim tablicama i proračunom veze.
| Scenarij | Preporučena valna duljina | Vlakno | Tipična optika | Pazi na |
|---|---|---|---|---|
| Kratak domet podatkovnog centra (Manje od ili jednako 100–150 m) | 850nm | OM4 / OM5 višemodni | SR / SR4 (40G / 100G) | Modalna propusnost pri velikoj brzini |
| Okosnica unutar zgrade ili kampusa | 1310nm | OS2 single-mode | LX / LR | Proračun gubitka konektora |
| Od zgrade do zgrade/pristup metrou (Manje od ili jednako 10 km) | 1310nm | OS2 single-mode | 10G LR / 100G LR4 | Potpuni gubitak veze |
| Dugi raspon, bez pojačanja (40–80 km) | 1550nm | OS2 single-mode | ER / ZR | Proračun snage, disperzija |
| Duge relacije / veliki kapacitet | 1550 nm (C-pojas) | OS2 single-mode | DWDM + EDFA / koherentno | Plan kanala, nelinearni efekti |
| Dvosmjerni PON s jednim vlaknom | 1490/1310 (GPON) ili 1577/1270 (XGS-PON) | OS2 single-mode | Filtriranje suživota |
Kako odabrati pravu valnu duljinu optičkog vlakna
Valna duljina je odluka dizajna sustava, a ne samo fizike. Odradite pet provjera.
1. Uskladite vrstu vlakana
Višemodno vlakno (OM3/OM4/OM5) ukazuje na 850nm za moderni kratki domet. Jednomodno vlakno (OS2) ukazuje na 1310 nm za umjerenu udaljenost i 1550 nm za duge ili WDM veze. Ako niste sigurni koje vlakno ruta koristi, pogledajte kakojednomodna i višemodna vlakna razlikuju se po udaljenosti i brzinipomoći će vam da odlučite.
2. Uskladite udaljenost
Kratki skokovi u stalku ili sobi su dobri na 850nm višemodnom i tamo su najjeftiniji. Zgrada-zgrada, kampus, metro i pristupne veze odgovaraju 1310nm single-mode. Vrlo duge, pojačane ili rute velikog kapaciteta zahtijevaju 1550nm.
3. Uskladite primopredajnik
Nikada ne birajte valnu duljinu osim optičkog modula. Primopredajnik je napravljen za određenu valnu duljinu, vrstu vlakna i doseg, a kabel mora odgovarati tome. Možete pregledavatiSFP optički primopredajniciprema valnoj duljini i dohvatu za ispravno uparivanje. Uvijek potvrdite valnu duljinu, vrstu vlakna, sučelje konektora, maksimalni doseg, snagu prijenosa, osjetljivost prijemnika, proračun veze i brzinu prijenosa podataka.
4. Provjerite proračun veze
Proračun veze uspoređuje snagu odašiljača sa svakim gubitkom na putu: slabljenje vlakana, konektori, spojevi, razdjelnici, patch paneli, zavoji i margina starenja. Valna duljina niske atenuacije još uvijek može zakazati ako gubitak konektora ili razdjelnika pojede proračun.
5. Planirajte testiranje
Testirajte na radnoj valnoj duljini gdje god je to moguće. Multimode se testira na 850 nm, a ponekad i na 1300 nm kako bi se otkrio stres; single-mode je testiran na 1310nm i 1550nm, s 1625nm koji se ponekad dodaje radi održavanja i otkrivanja savijanja. Testiranje na pogrešnoj valnoj duljini može sakriti stvarne greške ili proizvesti pogrešne rezultate.
Kada ne koristiti svaku valnu duljinu
- Nemojte koristiti 850nmkada veza treba jednomodni doseg - to je višemodna valna duljina kratkog dosega i neće zatvoriti dugi raspon.
- Nemojte koristiti 1310nmkada trebate 40 km ili više nepojačanog ili gustog DWDM kapaciteta; 1550nm je napravljen za to.
- Nemojte zadano postavljati 1550nmza kratku vezu unutar zgrade; optika i pojačala koštaju više, a velika snaga na kratkom rasponu može dodati nelinearne kazne bez ikakve koristi.
- Ne miješajte višemodni modul s jednomodnim vlaknom(ili obrnuto) - veličina jezgre, uvjeti pokretanja i doseg se razlikuju, a veza može odmah otkazati.
Uobičajene pogreške o valnim duljinama optičkih vlakana
Dulje nije uvijek bolje
Duže valne duljine manje se raspršuju, ali apsorpcija, disperzija, cijena komponenti, nelinearni efekti i sistemski standardi, sve je bitno. 1550nm pobjeđuje u ravnoteži za duge veze, a ne zato što je duže automatski bolje.
Tretiranje višemodnog i jednomodnog kao međusobno zamjenjivih
Višemodni modul od 850 nm nije dodatak za jednomodni modul od 1310 nm. Veličina jezgre, uvjeti lansiranja i ograničenja udaljenosti se razlikuju, tako da pogrešno uparivanje uzrokuje veliki gubitak ili mrtvu vezu.
Ignoriranje prijave
Podatkovni centar, FTTH pristupna mreža, metro prsten i DWDM dugolinijska ruta koriste vlakna, ali svaki daje prioritet nečemu drugom - cijeni, dosegu, gustoći, kapacitetu ili pojačanju - tako da svaki koristi drugačiju strategiju valne duljine.
Testiranje na samo jednoj valnoj duljini
Veza se može ponašati različito na različitim valnim duljinama. Ispitivanje jedne valne duljine može propustiti gubitak savijanja ili probleme specifične za valne duljine, stoga testirajte prema standardu projekta i zahtjevima opreme.
FAQ o valnim duljinama optičkih vlakana
P: Zašto su 850nm, 1310nm i 1550nm uobičajeni u optičkim vlaknima?
O: Oni se nalaze u prozorima s niskim gubicima od staklenih vlakana i podržani su razvijenim laserima, detektorima, primopredajnicima i opremom za testiranje.
P: Koja je valna duljina najbolja za višemodno vlakno?
O: 850nm, posebno na OM3, OM4 i OM5 u podatkovnim centrima i poslovnim LAN-ovima.
P: Koja je valna duljina najbolja za jednomodno vlakno?
O: I 1310nm i 1550nm. 1310nm odgovaraju umjerenim udaljenostima; 1550nm odgovara aplikacijama na velikim udaljenostima i WDM.
P: Je li 1310nm bolji od 1550nm?
O: Nijedno nije univerzalno bolje. 1310nm nudi manju disperziju i jeftiniju optiku za umjerene raspone; 1550nm nudi nižu atenuaciju i podršku za pojačalo za duge ili WDM veze.
P: Trebam li pokrenuti OTDR testove na 1310nm ili 1550nm?
O: Za single-mode, testirajte oba. Dvije valne duljine otkrivaju različite stvari, a 1550 nm (ili 1625 nm) je osjetljivija na savijanja i naprezanje, tako da vlakno može proći na 1310 nm, a ipak otkazati na 1550 nm ili 1625 nm na točki naprezanja.
P: Zašto 1550nm izlaže gubitke savijanjem većim od 1310nm?
O: Dulje valne duljine lakše zrače iz savijene jezgre, tako da se makrozavoji i točke naprezanja pojavljuju kao dodatni gubici na 1550nm i 1625nm prije nego što se pojave na 1310nm. Zbog toga je 1625 nm uobičajena valna duljina za održavanje i praćenje.
P: Zašto također vidim 1490nm, 1270nm, 1577nm ili 1625nm?
O: Oni se pojavljuju u PON-u iu održavanju. GPON koristi 1490nm nizvodno i 1310nm uzvodno, s 1550nm za RF video preklapanje; XGS-PON koristi 1577nm nizvodno i 1270nm uzvodno tako da može koegzistirati s GPON-om na istom vlaknu, premaITU-T G.984i G.9807.1 standardi. 1625nm i 1650nm koriste se za praćenje vlakana uživo.
P: Može li 850nm raditi na jednomodnom vlaknu?
O: Nije u standardnom dizajnu - 850nm je višemodna valna duljina. Slijedite specifikacije primopredajnika i kabela.
P: Koju bih valnu duljinu trebao koristiti za testiranje vlakana?
O: Bez obzira na vrstu vlakna, dizajn sustava i standard prihvaćanja zahtijevaju: višemodno na 850nm (i 1300nm), jednomodno na 1310nm i 1550nm.
Ključni podaci za van
850nm, 1310nm i 1550nm postali su standard jer se svaki nalazi u prozoru s malim gubicima sa zrelim komponentama i uspostavljenim standardima. Koristite 850 nm za kratke multimodne veze, 1310 nm za single-mode pristup i metro do oko 10 km, i 1550 nm za međugradske, pojačane i DWDM mreže. Iznad svega, nikad ne birajte valnu duljinu sami - uskladite je s vrstom vlakna, primopredajnikom, udaljenošću, proračunom veze i planom testiranja. Tako gradite pouzdanu vezu optičkih vlakana.
