Fiber alıcı-verici türleri farklı dalga boylarını işler

 

Fiber alıcı-verici türleri, her biri farklı iletim mesafeleri ve fiber türleri için optimize edilmiş belirli dalga boylarında-temel olarak 850nm, 1310nm ve 1550nm-çalışır. Fiber alıcı-verici türlerinin dalga boyu seçimini nasıl ele aldığını anlamak, sinyal erişimini, altyapı uyumluluğunu ve uygulama uygunluğunu belirler.

Bu dalga boyu özgüllüğü, optik fiberlerin kızılötesi spektrum boyunca farklı zayıflama özellikleri sergilemesi nedeniyle mevcuttur. 850 nm'de, çok modlu fiber yaklaşık 2,5 dB/km sinyal kaybı yaşarken, 1550 nm'de tek-modlu fiber 0,3 dB/km- kadar düşük bir değere ulaşır; bu da iletim kapasitesinde yüzlerce kilometreye karşılık gelen bir farktır.

 

 

Standart Dalga Boyu Kategorileri ve Uygulamaları

 

Üç dalga boyu bandı, fiber optik iletişime hakimdir ve farklı fiber alıcı-verici türleri, fizik ve ekonomiye dayalı olarak farklı ağ bölümlerine hizmet eder.

850nm: Kısa-Erişimli Çok Modlu İletim

850nm dalga boyu, veri merkezlerinde ve kurumsal ağlarda-kısa mesafeli bağlantılara güç sağlar. Bu alıcı-vericiler, çekirdek çapları 50 veya 62,5 mikron olan çok modlu fiber kullanır ve birden fazla ışık modunun aynı anda yayılmasına olanak tanır.

Mesafe yetenekleri veri hızına göre değişir. 1 Gbps SFP modülü OM2 çok modlu fiberde 550 metreye ulaşırken, 10 Gbps SFP+ modülleri OM3'te 300 metreye kadar iletim yapar ve 100 Gbps QSFP28 modülleri OM4'te 100 metreye kadar iletim yapar. Daha yüksek veri hızları iletim mesafesini sıkıştırır çünkü modal dağılım-ışık darbelerinin farklı yayılma yollarına yayılması-bant genişliğini-mesafe ürünlerini sınırlar.

Ekonomi kısa bağlantılar için 850 nm'yi tercih ediyor. LED ve VCSEL (Dikey-Boşluk Yüzeyi-Yayan Lazer) ışık kaynaklarının maliyeti, daha uzun dalga boyları için gereken DFB lazerlerden önemli ölçüde daha düşüktür. Fiber alıcı-verici türleri arasında, tipik bir 850nm SFP'nin maliyeti 15-25 ABD doları olabilirken, 1310nm eşdeğerinin fiyatı 40-60 ABD dolarıdır. Bu fiyat avantajı, mesafenin 500 metrenin altında kaldığı raftan rafa bağlantılarda 850 nm'yi standart haline getiriyor.

Sıcaklık stabilitesi temel teknik zorluğu oluşturur. VCSEL'ler sıcaklık değiştikçe dalga boyu çıkışını kaydırır ve potansiyel olarak çok modlu fiberde ilave dağılıma neden olur. Endüstriyel-sınıf 850nm alıcı-vericiler (-40 dereceden 85 dereceye kadar) bu sapmayı hesaba katmalıdır; ticari sınıf üniteler (0 dereceden 70 dereceye kadar) kontrollü ortamlarda çalışır.

1310nm: Orta-Erişim Çok Yönlülüğü

1310nm dalga boyu, kampüs ağları, metropol erişim halkaları ve orta-ulaşım için güç kaynağı görevi görür. Bu dalga boyu hem tek-modda hem de çok modlu fiberde çalışır, ancak tek-mod 2km'yi aşan mesafelerde baskındır.

1310nm'deki fiber zayıflaması, standart OS1/OS2 tek-modlu fiberde yaklaşık 0,4dB/km'yi ölçer. -3dBm iletim gücüne ve -20dBm alıcı hassasiyetine sahip bir alıcı-verici, 17dB bağlantı bütçesi sağlar ve konnektör kayıpları ve sistem marjı hesaba katıldıktan sonra yaklaşık 40 km'yi destekler.

Kromatik dağılım-ışık darbelerinin dalga boyuna-bağlı yayılma hızları nedeniyle yayılması-standart tek- modlu fiberde 1310 nm civarında minimum değerine ulaşır. Bu "sıfır-dağılım" noktası, 10 Gbps NRZ sinyallerinin dağılım telafisi olmadan 40 km yol almasına olanak tanır. 1550 nm'de aynı sinyal, 20 km'nin ötesinde dağılım-telafi edici fiber veya gelişmiş modülasyon şemaları gerektirir.

Yaygın 1310nm uygulamaları, mesafelerin genellikle 10-20 km arasında değiştiği FTTx dağıtımlarını (eve, binaya veya kaldırıma kadar fiber) içerir. PON (Pasif Optik Ağ) sistemleri genellikle yukarı akış trafiği için 1310 nm kullanır ve BiDi konfigürasyonlarında 1490 nm veya 1550 nm aşağı akış dalga boylarıyla eşleştirilir.

1310nm bandı ayrıca 20 nm aralıkla 1270 nm'den 1330 nm'ye kadar CWDM (Kaba Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama) kanallarını destekler. Bu renkli alıcı-vericiler, tek bir fiber çifti üzerinden birden fazla paralel bağlantıya olanak tanıyarak, ek kablo döşemeden altyapı kapasitesini etkili bir şekilde artırır.

1550nm: Uzun-Uzun Mesafe İletim Omurgası

1550 nm dalga boyu, optik fiberde standart tekli modda yaklaşık 0,3 dB/km ile-en düşük zayıflamaya ulaşırken, gelişmiş düşük kayıplı fiberde 0,2 dB/km kadar düşük- bir değere ulaşır. Bu fiziksel avantaj, 1550 nm'yi 40 km'yi aşan mesafeler için özel seçim haline getiriyor.

Uzun-erişim uygulamaları, standart alıcı-vericilerle 40km'den 80km'ye kadar uzanırken, genişletilmiş-erişim ve ultra-uzun-erişim çeşitleri 120km'den 160km'ye kadar uzanır. Bu daha uzun bağlantılar, kromatik dağılım etkilerini en aza indirmek için dar spektral genişliği-tipik olarak 1 nm'nin altında- koruyan daha yüksek-kaliteli DFB (Dağıtılmış Geri Bildirim) lazerleri gerektirir.

1550nm'yi çevreleyen C-bandı (1530-1565nm), DWDM (Yoğun Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama) sistemleri için temel görevi görür. DWDM, alanı 50 GHz (0,4 nm) kadar sıkı bir şekilde kanalize ederek 40, 80 ve hatta 96 dalga boyunun tek bir fiberde bir arada bulunmasına olanak tanır. Yaklaşık 1550 nm'de çalışan 100 Gbps tutarlı bir DWDM alıcı-vericisi, uygun amplifikasyonla 1.000 km veya daha fazlasını iletebilir.

Erbiyum-Katkılı Fiber Yükselteçler (EDFA'lar), yalnızca C-bantında ve L-bantında (1565-1625nm) çalışarak elektriksel rejenerasyon olmadan optik amplifikasyona olanak tanır. Bu yetenek, her 80-100 km'de bir hat içi amplifikasyonun toplam erişimi binlerce kilometreye çıkardığı denizaltı kabloları ve ülkeler arası omurga bağlantıları için 1550 nm'yi tek pratik seçenek haline getiriyor.

Dağılım telafisi 1550nm'de kritik hale gelir. Standart tek-modlu fiber, bu dalga boyunda kabaca 17 ps/(nm·km) kromatik dağılım sergiler. 0,4 nm spektral genişliğe sahip 10 Gbps'lik bir sinyal, telafi veya gelişmiş modülasyon olmaksızın semboller arası girişime neden olmaya yetecek kadar-10 ​​km boyunca 68ps'lik dağılım biriktirir.

 

Çift Yönlü ve WDM Alıcı-Verici Teknolojileri

 

Geleneksel fiber alıcı-verici türleri, gönderme ve alma işlevleri için ayrı fiberler kullanır. BiDi (Çift Yönlü) ve WDM teknolojileri, tek bir fiber tel üzerinden birden fazla dalga boyunu ileterek bu modeli değiştirir.

BiDi Alıcı-Verici Dalgaboyu Çiftleri

BiDi alıcı-vericileri, bir fiber üzerinde zıt yönlerde hareket eden iletim ve alma dalga boylarını ayıran bir WDM bağlaştırıcısını entegre eder. Yaygın dalga boyu çiftleri arasında kısa ila orta mesafeler (10-40 km) için 1310 nm/1490 nm ve daha uzun erişim (40-80 km) için 1490 nm/1550 nm bulunur.

A noktasındaki alıcı-verici 1490 nm'de alırken 1310 nm'de iletim yapar. B noktasının alıcı-vericisi,-1490 nm'de iletim ve 1310 nm'de alma işleminin tersini yapar. Bu eşleşen-çift yaklaşımı, uyumsuz dalga boylarının karıştırılması bağlantıyı bozduğu için dikkatli bir dağıtım planlaması gerektirir.

BiDi teknolojisi, ek kablo takmaya gerek kalmadan fiber altyapı kapasitesini iki katına çıkarır. Geleneksel olarak 6 çift yönlü bağlantıyı destekleyen 12-şeritli fiber paketi artık 12 BiDi bağlantıyı destekleyebilir. Veri merkezi operatörleri bu avantajı, özellikle kabloların kısıtlı olduğu kentsel ortamlarda pahalı fiber yapılarını ertelemek için kullanıyor.

Ana teknik zorluk dalga boyu izolasyonunu içerir. WDM bağlayıcı, sinyal girişimini önlemek için gönderme ve alma yolları arasında en az 15-20dB izolasyon sağlamalıdır. Düşük kaliteli bağlayıcılar, özellikle zamanlama marjlarının daraldığı yüksek veri hızlarında, bit hata oranlarını düşüren çapraz karışmaya neden olur.

25G SFP28 BiDi modülleri yakın zamanda 10 km iletim için tek modlu fiber üzerinden 1270 nm/1330 nm dalga boyu çiftleri kullanılarak üretime girdi. Bu alıcı-vericiler, fiber kullanılabilirliğinin ağ genişlemesini sınırladığı ancak bant genişliği taleplerinin artmaya devam ettiği 5G ön ve orta mesafe uygulamalarını destekler.

CWDM Kanal Organizasyonu

CWDM alıcı-vericileri, tam olarak 20 nm aralıklarla 1270 nm'den 1610 nm'ye kadar 18 standart dalga boyunda çalışır. Kanal tanımlamaları, 1270, 1290, 1310...'den 1610'a kadar sırayla numaralandırılan ITU-T G.694.2 spesifikasyonlarına uygundur.

Her CWDM kanalı bağımsız olarak çalışır ve 1 Gbps'den 100 Gbps'ye kadar herhangi bir protokolü veya veri hızını taşır. Ağ tasarımcıları farklı trafik türlerine belirli dalga boyları atarlar: Kurumsal veriler için 1310 nm, depolama çoğaltma için 1470 nm, yedekleme devreleri için 1550 nm; hepsi tek bir fiber çiftini paylaşır.

Bağlantı bütçeleri, farklı fiber zayıflama profilleri nedeniyle dalga boyuna göre değişir. 1310nm'lik bir CWDM kanalı 0,4dB/km kayıp yaşarken, 1610nm'lik bir kanal 0,4-0,5dB/km'yi görür. 1383 nm civarındaki su emme zirveleri tarihsel olarak bu "su zirvesi" kanalını sınırladı, ancak düşük-su zirvesi (LWP) fiber, modern dağıtımlarda bu kısıtlamayı ortadan kaldırdı.

CWDM teknolojisi, DWDM'ye göre daha az hassas dalga boyu kontrolü gerektirir ve alıcı-verici maliyetlerini önemli ölçüde azaltır. 10G CWDM SFP+, DWDM eşdeğeri için 300-500 ABD dolarına kıyasla 80-120 ABD dolarına mal olabilir. Bu ekonomi, CWDM'yi 40-60 km'ye yayılan ve 4-8 dalga boyu gereksinimlerine sahip metro ağları için çekici kılmaktadır.

Sıcaklık kayması yönetilebilir bir zorluk oluşturur. CWDM lazer dalga boyları, çalışma sıcaklığı aralığı boyunca ±2-3nm kayabilir. 20nm kanal aralığı, en kötü termal koşullar altında bile bitişik kanallar arasındaki girişimi önlemek için yeterli koruma bandı sağlar.

DWDM Hassas Dalga Boyu Kontrolü

DWDM alıcı-vericileri, atanmış ITU kanalının tipik olarak ±0,05nm (±6,25GHz) dahilinde, çok daha sıkı dalga boyu toleranslarıyla çalışır. C-bandı 50 GHz aralıkta (0,4 nm) 88 kanalı veya 100 GHz aralıkta (0,8 nm) 44 kanalı barındırır.

Kanal frekansları standartlaştırılmış tanımlar alır: Kanal 20, 1561,42 nm'de (192,0 THz), Kanal 30, 1553,33 nm'de (193,0 THz) vb. Ağ operatörleri amplifikatör profillerine, mevcut altyapıya ve dağılım özelliklerine göre belirli kanalları seçer.

DWDM alıcı-vericileri için sıcaklık stabilizasyonu zorunlu hale gelir. Entegre termoelektrik soğutucular (TEC'ler), ortam koşullarından bağımsız olarak lazer kalıbını sabit sıcaklıkta tutar. Bu termal kontrol, alıcı-verici başına 100-200 ABD doları ekler ancak 50GHz kanal aralığı için yeterli dalga boyu doğruluğunu sağlar.

Ayarlanabilir DWDM alıcı-vericileri, sabit-dalga boyu envanter yönetimini ortadan kaldırır. Ayarlanabilir tek bir alıcı-verici, yazılım kontrolü veya harici ayarlama ekipmanı aracılığıyla 40-96 ITU kanalı arasında geçiş yapabilir. Ayarlanabilir teknoloji, sabit dalga boyundan 2-3 kat daha fazla maliyete sahiptir, ancak operasyonel esneklik, yedek strateji ve hızlı provizyon senaryolarının üstünlüğünü haklı çıkarır.

Silikon fotonik alanındaki son gelişmeler, entegrasyon yoğunluğunu arttırırken DWDM alıcı-verici güç tüketimini azalttı. 400G DWDM QSFP-DD modülü, ileri hata düzeltmeyle 80 km'ye kadar iletimi desteklerken, 14W-önceki-nesil ayrık uygulamaların-yarısı kadar güç çeker.

 

 

Farklı Senaryolar İçin Dalga Boyu Seçim Kriterleri

 

Fiber alıcı-verici türleri ve dalga boyları arasında seçim yapmak, mesafe gereksinimlerinin, fiber altyapısının, veri hızlarının ve bütçe kısıtlamalarının dengelenmesini gerektirir.

Mesafe- Odaklı Seçim

500 metrenin altındaki bağlantılar için 850nm çok modlu alıcı-vericiler en iyi maliyet-performans oranını sunar. Tipik bir 10GBASE-SR SFP+'nın maliyeti 25-40 ABD dolarıdır ve veri merkezlerinde ve kampüs ağlarında yaygın olarak bulunan mevcut OM3/OM4 çok modlu altyapıyla çalışır.

500 m ila 10 km'lik aralık, mevcut fiber alıcı-verici türleri arasında genellikle 1310 nm tekli-mod seçeneklerini gerektirir. Bu orta-erişim modüllerinin maliyeti, veri hızına ve özellik kümesine bağlı olarak 50-100 ABD dolarıdır. Binalar arası bağlantılar, kampüs dağıtımı ve metro erişim ağları, uygun maliyet, dağılım özellikleri ve kullanılabilirlik dengesi nedeniyle öncelikle 1310 nm'de çalışır.

10 km'nin ötesinde dalga boyu seçimi amplifikasyonun gerekli olup olmadığına bağlıdır. 10-40 km arasındaki yükseltilmemiş bağlantılar, özellikle basitliğin önemli olduğu kurumsal uygulamalar için 1310 nm'de iyi çalışır. 40 km'yi aşan mesafeler için, daha düşük zayıflamadan yararlanmak ve bağlantı 80 km'nin ötesine uzanırsa EDFA amplifikasyonunu etkinleştirmek için 1550 nm zorunlu hale gelir.

Fiber Altyapı Kısıtlamaları

Mevcut fiber altyapısı genellikle mevcut fiber alıcı-verici tipleri arasındaki dalga boyu seçimlerini belirler. Eski çok modlu kurulumlar, seçenekleri 850nm alıcı-vericilerle sınırlandırıyor, ancak erişim sınırlı kalıyor. Çok modlu fiber üzerinde 1310nm tek-modlu alıcı-vericilerin konuşlandırılması, çok kısa mesafelerde (100 m'nin altında) çalışır, ancak tek-modlu alıcı-vericinin mesafe kapasitesini boşa harcar.

Fiber sayısının kullanılabilirliği BiDi ve WDM'nin benimsenmesini etkiler. Fiber kıtlığının-sınırlı kablo kanalı alanına sahip metro alanlarında yaygın olduğu ağlar-, fiber teli başına kapasiteyi iki katına çıkaran BiDi teknolojisinden yararlanır. 6 fiber çiftine sahip bir tesis, geleneksel mimariler yerine BiDi alıcı-vericileri kullanarak 12 çift yönlü bağlantıyı destekleyebilir.

CWDM ve DWDM, mevcut fiber üzerinden 4 veya daha fazla bağlantı eklendiğinde{0}uygun maliyetli hale gelir. Renkli alıcı-vericilerin ve pasif çoğullayıcıların artan maliyeti, dalga boyu başına 500-1.500 ABD Doları olup, kentsel ortamlarda yeni fiber hatları kurmanın 50.000-500.000 ABD Doları maliyetinin çok altındadır.

Protokol ve Veri Hızı Faktörleri

Daha yüksek veri hızları, kısa-erişim uygulamaları için genellikle daha kısa dalga boylarından yararlanır. 100G ve 400G veri merkezi ara bağlantıları, 150 metrenin altındaki bağlantılar için çok modlu fiber üzerinden 850 nm PAM4 sinyalini kullanır. 850 nm'de çok modlu fiberin daha geniş bant genişliği, PAM4 modülasyonunun artan spektral içeriğini barındırır.

Uzun-yüksek-erişimli hızlı bağlantılar, 1550nm'de gelişmiş tutarlı modülasyon kullanır. 120 km'den fazla iletim yapan 400G-ZR alıcı-verici, tek bir fiber çifti üzerinde birden fazla 400G kanalı çoğullamak için 1550 nm'lik düşük kaybın DWDM dalga boyu hassasiyetiyle birleştirilmesini gerektiren çift-polarizasyonlu 16QAM tutarlı algılamayı kullanır.

Fiber Kanal depolama ağları ağırlıklı olarak veri merkezi içindeki kısa bağlantılar için 850 nm ve tesisler arası depolama çoğaltma için 1310 nm kullanır. Fiber Kanal anahtarları ve ana bilgisayar veri yolu adaptörlerinden oluşan yerleşik ekosistem, bu fiber alıcı-verici türlerini doğrulanmış birlikte çalışabilirlikle destekler.

 

Pazar Dinamikleri ve Teknoloji Trendleri

 

Küresel optik alıcı-verici pazarı 2024'te 12,6-13,6 milyar dolara ulaştı ve 2030-2033'e kadar 25-42 milyar dolara ulaşması bekleniyor; bu da %13-16'lık bileşik yıllık büyüme oranlarını yansıtıyor. Veri merkezleri alıcı-verici talebinin yaklaşık %61'ini oluşturuyor ve bunu telekomünikasyon uygulamaları takip ediyor.

Tek-modlu fiber alıcı-vericiler, hem hiper ölçekli veri merkezlerinde (tesisler arası bağlantı için) hem de telekom ağlarında (5G ön ulaşım ve metro toplama için) artan erişim gereksinimlerinin etkisiyle %57 pazar payıyla hakim durumda. Çok modlu alıcı-vericiler %43'lük bir payı korur ancak tek modun %14-16'lık büyümesine kıyasla %13-15 CAGR ile daha yavaş büyür.

400G ve 800G alıcı-vericilere geçiş, dalga boyu gelişmişliğini hızlandırır. 800G modülleri, kısa erişim için tipik olarak 850 nm'de veya daha uzun mesafeler için tutarlı 1550 nm'de olmak üzere 8 şeritli 100G PAM4 sinyali kullanır. Sektör tahminleri, başta yapay zeka eğitim kümeleri ve hiper ölçekli bulut ara bağlantıları olmak üzere 800G alıcı-verici sevkiyatlarının 2025'te %60 artmasını bekliyor.

Silikon fotonik teknolojisi, performansı artırırken alıcı-verici maliyetlerini azaltır. Optik bileşenlerin silikon plakalara entegre edilmesi, yarı iletken üretim ölçek ekonomilerinden yararlanır ve potansiyel olarak 400G alıcı-verici maliyetlerini 2026 yılına kadar 500 doların altına düşürür; bu, yeni dağıtımlar için 400G'yi 100G ile rekabetçi hale getiren bir seviyedir.

MWDM (Orta Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama), 2024 yılında 5G ağları için 3,5 nm ve 7 nm aralıklarla 1267,5 nm'den 1374,5 nm'ye kadar 12 dalga boyu kullanarak ortaya çıktı. Bu alıcı-vericiler, CWDM'nin geniş aralığı ile DWDM'nin dar aralığı arasındaki farkı bölerek, 10 km'lik mesafelerde 6-12 dalga boyu gerektiren ön taşıyıcı uygulamalar için maliyeti ve kanal sayısını optimize eder.

Birlikte paketlenmiş optikler (CPO), takılabilir modüller kullanmak yerine alıcı-vericileri doğrudan anahtar silikonu üzerine yerleştiren bir sonraki sınırı temsil eder. Bu entegrasyon, sinyal bütünlüğünü geliştirirken güç tüketimini %30-40 oranında azaltır. İlk CPO dağıtımları, geleneksel takılabilir alıcı-verici termal dağıtımının tasarım zorlukları yarattığı, port başına 800G ve 1,6T'de çalışan 51,2 Tbps ve 102,4 Tbps anahtar yapılarını hedefliyor.

 

Uygulama Hususları

 

Başarılı dalga boyu dağıtımı, çeşitli teknik ve operasyonel faktörlere dikkat edilmesini gerektirir.

Optik Güç Bütçesi Hesaplamaları

Her fiber bağlantının, fiber kaybının ve konnektör kayıplarının üstesinden gelmek ve sistem marjını korumak için yeterli optik güç bütçesine (verici çıkış gücü ile alıcı hassasiyeti arasındaki farka)- ihtiyacı vardır.

Standart bir hesaplama: 1310 nm'lik bir LR alıcı-verici, -3dBm'de iletim yapar ve -20dBm'de alır ve 17dB bağlantı bütçesi sağlar. 35 km'den fazla fiber (0,4 dB/km × 35 km=14dB), iki konektör (her biri 0,5 dB) eklendiğinde ve 3dB sistem marjı toplamı 18dB'dir. Bu bağlantı en kötü durum koşullarında başarısız olur.

-1dBm iletim gücüne ve -24dBm alıcı hassasiyetine sahip 1550nm ER alıcı-vericiye yükseltme, 23dB bütçe sağlar. Aynı 35 km'lik bağlantı artık yeterli marja sahiptir: 35 km × 0,3 dB/km + 1dB konektörler + 3dB marjı=14.5dB, fiber eskimesi ve sıcaklık değişimleri için 8,5 dB rezerv bırakır.

Dalga Boyu Uyumluluk Gereksinimleri

Doğrudan bağlı alıcı-vericiler, BiDi konfigürasyonları dışında aynı dalga boylarında çalışmalıdır. 1310 nm'lik bir alıcı-verici, her ikisi de tek-modlu fiber- kullansa bile 1550 nm'lik bir alıcı-vericiyle iletişim kuramaz, alıcı fotodiyodu yanlış dalga boyunu verimli bir şekilde algılamaz.

CWDM ve DWDM sistemleri, dalga boyu-uyumlu alıcı-vericilere ve uygun şekilde yapılandırılmış çoklayıcılara ihtiyaç duyar. 1470nm CWDM alıcı-vericisinin çoklayıcıdaki 1470nm bağlantı noktasına bağlanması gerekir. Dalga boylarının yanlış bağlanması, sinyalin iletilmek yerine filtrelenmesine neden olur.

BiDi alıcı-vericileri "A" ve "B" veya "yukarı akış" ve "aşağı akış" olarak etiketlenmiş eşleşen çiftler halinde gelir. A-tarafı 1310nm iletebilir/1490 nm alabilir, B-tarafı ise 1490 nm iletebilir/1310 nm alabilir. İki A-yan alıcı-vericisinin kurulması, her iki ucun da aynı dalga boyunda iletim yaptığı-işlevsel olmayan bir bağlantı oluşturur.

Çevresel Çalışma Aralıkları

Alıcı-vericinin çevresel özellikleri konuşlandırmanın uygunluğunu belirler. Ticari-dereceli modüller (0-70 derece), iklim-kontrollü veri merkezlerinde ve merkez ofislerde çalışır. Endüstriyel sınıf alıcı-vericiler (-40 ila 85 derece) dış mekan dolapları, baz istasyonları ve zorlu üretim ortamlarıyla başa çıkar.

Genişletilmiş-sıcaklık alıcı-vericilerinin maliyeti, ticari eşdeğerlerine göre %30-50 daha fazladır. 10G SFP+ BiDi modülü için, 90-120 $ endüstriyel sınıfa karşılık 60-80 $ ticari sınıf bekleyin. Fiyat primi, ticari alıcı-vericilerin kapanmasına veya hata oluşturmasına neden olabilecek aşırı sıcaklıklarda operasyonel güvenilirlik satın alır.

Sıcaklık aralığında dalga boyu kararlılığı, DWDM için CWDM'den daha önemlidir. Bir DWDM alıcı-vericisinin ITU kanalını tüm çalışma aralığı boyunca ±0,05nm dahilinde tutması gerekir; bu da aktif sıcaklık telafisi gerektirir. CWDM'nin ±2-3nm dalga boyu kayması 20nm kanal aralığına düşer, dolayısıyla pasif termal yönetim yeterlidir.

 

Sıkça Sorulan Sorular

 

Aynı fiber üzerinde farklı dalga boyundaki alıcı-vericileri kullanabilir miyim?

Hayır, doğrudan noktadan{0}}noktaya-bağlantılar için. Her iki uç da aynı dalga boylarını (1310 nm ila 1310 nm veya 1550 nm ila 1550 nm) kullanmalıdır. Bunun tek istisnası, kasıtlı olarak zıt yönlerde farklı dalga boylarını kullanan BiDi teknolojisidir (bir yönde 1310 nm, diğer yönde 1490 nm gibi). Çoklayıcılı CWDM veya DWDM sistemleri için, aynı fiber üzerinde birden fazla dalga boyunu çalıştırabilirsiniz ancak her dalga boyu çiftinin yine de her iki uçta eşleşmesi gerekir.

850 nm'nin erişimi neden 1310 nm veya 1550 nm'den daha kısadır?

Optik fiber, ışığı daha kısa dalga boylarında daha fazla zayıflatır. 850 nm'de, çok modlu fiber kilometre başına yaklaşık 2,5 dB kaybederken, 1310 nm'deki tek- modlu fiber yaklaşık 0,4 dB/km, 1550 nm fiber ise yalnızca 0,3 dB/km kaybeder. 10 km'nin üzerinde fark çok büyüktür: 850 nm'de 25 dB'ye karşı 1550 nm'de 3 dB. Ek olarak 850nm, hem mesafeyi hem de bant genişliğini sınırlayan modal dağılımdan muzdarip olan çok modlu fiber kullanır.

Mevcut fiberimin farklı dalga boylarını destekleyip desteklemediğini nasıl anlarım?

Önce fiber tipini kontrol edin. Çok modlu fiber (OM1, OM2, OM3, OM4), pratik mesafeler için yalnızca 850nm alıcı-vericilerle çalışır. Tek-modlu fiber (OS1, OS2) hem 1310 nm hem de 1550 nm dalga boylarını destekler. Tek modlu fiber kuruluysa, her iki uç eşleştiği sürece 1310nm ve 1550nm alıcı-vericiler arasında serbestçe geçiş yapabilirsiniz. 2000'den önce kurulan eski fiber, 1383nm civarında bu aralıktaki CWDM kanallarını engelleyen bir "su zirvesine" sahip olabilir.

Yanlışlıkla dalga boylarını karıştırırsam ne olur?

Bağlantı kurulamıyor veya aşırı yüksek bit hatası oranlarıyla çalışıyor. Fotodiyot alıcıları belirli dalga boyu aralıkları için optimize eder-1310 nm'lik bir alıcının 1550 nm'de duyarlılığı zayıftır ve 850 nm'de neredeyse hiç tepki vermez. Çoklayıcılı CWDM/DWDM sistemlerinde yanlış dalga boyu bağlantıları sinyali filtreler. BiDi uyumsuzlukları her iki alıcı-vericinin iletim yapmasına ancak hiçbirinin almamasına neden olur ve bu da iletişimin tamamen başarısız olmasına neden olur.

 

Dalgaboyu Kullanımında Teknik Gelişim

 

Endüstri, fiber alıcı-verici türlerini etkileyen malzemeler, modülasyon şemaları ve entegrasyon tekniklerindeki yenilikler yoluyla dalga boyu sınırlarını zorlamaya devam ediyor.

Kuantum nokta lazerler, aktif soğutma olmadan daha geniş sıcaklıkta çalışmaya olanak tanır ve potansiyel olarak DWDM alıcı-verici maliyetlerini azaltır. İlk prototipler, termoelektrik soğutucular olmadan 100GHz DWDM aralığı için yeterli olan -40 dereceden 85 dereceye kadar ±0,1 nm aralığında dalga boyu kararlılığı göstermektedir.

İçi boş-çekirdek fiber teknolojisi, geleneksel katı-çekirdek fiberin temel zayıflama sınırlarının üstesinden gelmeyi vaat ediyor. Laboratuar gösterileri 1550 nm'de 0,174 dB/km'ye ulaşıyor-ve teorik sınır olan 0,142 dB/km'ye yaklaşıyor. İçi boş-çekirdekli fiber ticarileştirilirse, yükseltilmemiş erişimi 100 km veya daha fazlasına kadar uzatabilir ve böylece maliyetli amplifikasyon altyapısına olan bağımlılığı azaltabilir.

Veri merkezi uygulamalarında, O-bant (1260-1360nm) alıcı-vericiler ilgi görmektedir. 1310nm civarında çalışmak, standart tek-modlu fiber üzerinde kromatik dağılımı tamamen önleyerek C-bant uyumlu sistemler için gereken DSP karmaşıklığını ortadan kaldırır. Çeşitli satıcılar 2024 yılında 2-10km veri merkezi ara bağlantılarını hedefleyen 400G ve 800G O-bant modüllerini piyasaya sürdü.

Devam eden evrim temel bir prensibi yansıtıyor: Fiber alıcı-verici türleri arasındaki dalga boyu seçimi, teknik bir spesifikasyondan daha fazlasını temsil eder-fiber optik ağlarda nelerin mümkün olduğunu belirler. Bu dalga boyu alanlarını ve bunların değiş tokuşlarını anlamak-ağ tasarımcılarının hem performansı hem de maliyeti optimize ederken teknolojiyi uygulama gereksinimleriyle eşleştirmesine olanak tanır.