راهنمای انتقال فیبر نوری ویندوز و پهنای باند فیبر

شیشه سیلیکا در هر طول موج به یک اندازه شفاف نیست. تضعیف و پراکندگی رنگی در طول طیف مادون قرمز نزدیک متفاوت است و محدوده طول موجی که تلفات به حداقل ممکن می رسد پنجره های انتقال نوری نامیده می شوند.

فیزیک پشت این به خوبی درک شده است. پراکندگی ریلی به صورت 1/λ4 کاهش می یابد، یعنی طول موج های بلندتر کمتر پراکنده می شوند. از سوی دیگر، جذب مولکولی مادون قرمز به شدت از حدود 1600 نانومتر بالا می رود. حداقل تضعیف در جایی قرار می گیرد که این دو مکانیسم از - نزدیک به 1550 نانومتر عبور می کنند. این نقطه عبور دلیلی است که باند C موقعیت طیفی را اشغال می کند. به طور جداگانه، یک پیک جذب یون OH- باقیمانده در نزدیکی 1383 نانومتر از نظر تاریخی یک منطقه مرده در طیف ایجاد می‌کند، به همین دلیل است که باند O{11} و S{12}}به هم پیوسته نیستند.

هفت باند استاندارد ITU{0}}T

چهار مورد از اینها حجم عمده ترافیک تجاری را حمل می کنند: 850 نانومتر، باند O-، باند C- و باند L-. سه مورد باقی مانده نقش های محدودتری را ایفا می کنند.

C{0}}باند (1530–1565 نانومتر)

باند C{0}} ستون فقرات شبکه های نوری مدرن است. در انتهای منحنی تضعیف سیلیس، در حدود 0.19-0.20 dB/km قرار دارد، و پنجره افزایش آن با تقویت‌کننده‌های فیبر دوپ شده اربیوم{4} هم‌تراز است. این هم ترازی تصادفی با فیزیک است - طیف انتشار یون‌های اربیوم در شیشه سیلیکا اتفاقاً با حداقل تلفات فیبر - همپوشانی دارد، اما کل صنعت حمل‌ونقل طولانی-به آن بستگی دارد.

راه‌اندازی‌های معمولی شامل شبکه‌های ستون فقرات حمل‌ونقل طولانی-و فوق‌{1}}بلند-DWDM، سیستم‌های کابلی زیردریایی، حمل‌ونقل منسجم 100G/200G/400G/800G، و اتصال مرکز داده بیش از 80+ کیلومتر است. یک جفت فیبر منفرد در باند C{9}}DWDM می‌تواند 40 تا 96 کانال را با ظرفیت 100G یا بالاتر از - در ده‌ها ترابیت در ثانیه حمل کند.

راندمان طیفی در بسیاری از مسیرهای باند C-اکنون به حد شانون نزدیک شده است زیرا DSP منسجم به سمت 800G و 1.6T در هر طول موج فشار می‌آورد. هنگامی که ریاضیات به نفع شما کار نمی کند، پاسخ عملی به جای تلاش برای فشرده کردن بیت های بیشتری از هر کانال، فعال کردن ظرفیت باند L در همان فیبر است.

O-باند (1260–1360 نانومتر)

نوار O-اولین پنجره ای بود که به صورت تجاری برای فیبرهای تک حالته استفاده شد و همچنان بر پیوندهای فاصله متوسط-تسلط دارد. ویژگی کلیدی: پراکندگی رنگی در 1310 نانومتر در فیبر استاندارد G.652 نزدیک به صفر است، نقطه ای که پراکندگی مواد و پراکندگی موجبرها لغو می شود. پالس‌های نوری شکل خود را در مسافت بدون جبران نگه می‌دارند، به این معنی که فرستنده‌های گیرنده می‌توانند به معماری‌های ساده‌تر-تشخیص مستقیم ساده‌تر - ارزان‌تر و توان کمتر نسبت به ماژول‌های باند C همدوس تکیه کنند.

برنامه های رایج: ماژول های 10G LR، 25G LR، 100G LR4. اترنت مترو؛ WAN سازمانی و نقطه فیبر تاریک-به-نقطه؛ PON بالادست (1310 نانومتر، مشترک OLT)؛ گیرنده های BiDi و CWDM.

معامله- ساده است. تضعیف باند O-در 0.35 dB/km حدود 75% بیشتر از باند C- است و EDFA در این طول موج ها کار نمی کند. فراتر از 40-80 کیلومتر به باند C- نیاز دارید. در فواصل مترو، باند O{11}}در سادگی پراکندگی و هزینه فرستنده گیرنده برنده است. تقویت‌کننده‌های نوری نیمه‌رسانا و گیرنده‌های منسجم باند O در حال توسعه هستند و می‌توانند دسترسی قابل استفاده را بیشتر کنند، اما گسترش حجم قریب‌الوقوع نیست.

باند 850 نانومتری

در داخل ساختمان ها و مراکز داده، باند 850 نانومتری جفت شده با منابع VCSEL و فیبر چند حالته، اکثریت قریب به اتفاق پیوندهای دسترسی کوتاه-را کنترل می کند. تضعیف بالا است - در حدود 2.5-3.5 دسی بل/کیلومتر - اما زمانی که طولانی ترین کابل شما 300 متر است، این عدد نامربوط است.

اپتیک مبتنی بر VCSEL{0}}به طور قابل توجهی کمتر از ماژول‌های لیزری DFB-، که همه چیز است. سرور-برای-تغییر، بالای-راک-، ستون فقرات دانشگاه، 10G/25G/40G/100G SR - همه قلمرو ۸۵۰ نانومتری.

روندی که ارزش ردیابی را دارد: مراکز داده در مقیاس فوق‌العاده به طور فزاینده‌ای فیبر تک حالته را در ساخت‌های جدید برای پشتیبانی از نرخ‌های 200G و 400G در هر-مشخص می‌کنند. این به تدریج به سهم 850 نانومتر در بالاترین حد می رسد. اما برای پایه نصب‌شده عظیم فیبر چند حالته و برای شبکه‌های{7}}شرکتی حساس به هزینه، باند 850 نانومتری به این زودی‌ها نمی‌رود.

باند L{0} (1565–1625 نانومتر)

باند L-به عنوان سرریز باند C- عمل می‌کند. این دومین-کمترین تضعیف فیبر استاندارد تک حالت- را با تقریباً 0.22 دسی بل بر کیلومتر ارائه می‌کند و می‌تواند با EDFAهای باند L-تجاری موجود تقویت شود.

افزودن EDFAهای باند L- و C+L mux/demux در سایت‌های تقویت‌کننده موجود، تقریباً قابلیت استفاده را دو برابر می‌کند.پهنای باند فیبردر زیرساخت های موجود در زمین، با کسری از هزینه ساخت جدید. این اولین باری است که اپراتورهای اهرم ظرفیت با پر شدن باند C{1}} می کشند.

استقرار C+L اکنون در سیستم‌های اصلی زیردریایی استاندارد است و به طور فزاینده‌ای در مسیرهای{1} زمینی پرترافیک رایج است. طیف ترکیبی C+L از خوب-به-باید به خط مبنا برنامه ریزی ظرفیت برای زیرساخت های جدید مسافت طولانی-به ویژه با توجه به افزایش نرخ طول موج به 800G تغییر کرده است.

باندهای ثانویه

S{0}}باند (1460–1530 نانومتر)

امروزه استفاده تجاری اصلی باند S PON است: GPON و XG-PON از 1490 نانومتر برای ترافیک پایین دستی از OLT به مشترکین استفاده می‌کنند. فراتر از آن، باند S{4} یک هدف تحقیقاتی برای-نسل بعدی S+C+L DWDM پهنای باند است. تقویت‌کننده‌های فیبر دوپ‌شده با تولیوم{9} و تقویت‌کننده رامان راه‌حل‌هایی برای افزایش سود هستند، اما هیچ‌کدام به قیمت یا قابلیت اطمینان باند C/L{10} EDFA در مقیاس تولید نزدیک نیستند. تظاهرات آزمایشگاهی وجود دارد. باند S-در مقیاس بزرگ DWDM این کار را نمی‌کند.

E{0}}باند (1360–1460 نانومتر)

اوج آب OH- نزدیک به 1383 نانومتر از نظر تاریخی این باند را غیرقابل استفاده کرده است. فیبر پیک آب صفر G.652.D جذب را حذف می‌کند و تضعیف باند E در فیبر ZWP در واقع به زیر سطح باند O- می‌رسد. مشکل پایه نصب شده است: اکثر فیبرهای موجود در زمین در سراسر جهان قدیمی G.652.A یا G.652.B با قله آب دست نخورده است. گیرنده‌ها و تقویت‌کننده‌های باند E تجاری نایاب هستند. به‌طور واقع بینانه، باند E{11}}فقط در گرین‌فیلد که بر روی فیبر ZWP ساخته می‌شود، اهمیت دارد، جایی که هر شکاف CWDM موجود مورد نیاز است.

U-باند (1625–1675 نانومتر)

باند U-هیچ ترافیک داده ای را حمل نمی کند. تنها عملکرد آن خارج از{2}}نظارت فیبر باندی است. تجهیزات OTDR در طول موج‌های باند U، پالس‌های آزمایشی را به فیبر زنده تزریق می‌کنند، انعکاس‌ها، تلفات اتصال، کیفیت اتصال، و بدون وقفه در سرویس‌های فعال در باندهای دیگر را اندازه‌گیری می‌کنند.

انتخاب پنجره انتقال مناسب

محدودیت های تصمیم گیری کلیدی

نوع فیبر نصب شده

فیبر چند حالته (OM3/OM4) پیوندهای سرعت بالا را به 850 نانومتر محدود می‌کند. Legacy G.652.A/B تک حالت-باند E- را به دلیل اوج آب رد می‌کند. فیبر از قبل در زمین اولین محدودیت است - هر چیز دیگری از آن پیروی می کند.

مورد نیاز تقویت

EDFA ها فقط در باندهای C و L کار می کنند. پیوندهایی که به تقویت نوری نیاز دارند - معمولاً بیش از 80 کیلومتر - باید از یکی از این دو باند استفاده کنند. گسترش باند O- فراتر از 40 کیلومتر به معنای بازسازی الکتریکی یا فرستنده‌های منسجم تقویت‌نشده با قدرت بالا است، که هر دو هزینه اضافه می‌کنند.

تعداد کانال ها و استراتژی چندپلکسی

CWDM تا 18 کانال را با فاصله 20 نانومتر، بدون تقویت و هزینه کمتر برای هر کانال پشتیبانی می کند. DWDM 40–96+ کانال را در باند C به تنهایی (بیشتر با باند L-) بسته می‌کند، به EDFA نیاز دارد و ظرفیت کل بسیار بیشتری را ارائه می‌کند. اکثر پیوندهای مترو و سازمانی به خوبی توسط CWDM ارائه می شوند. ستون فقرات، زیردریایی، و{10}}در مقیاس بزرگ DCI DWDM نیاز دارند. نقطه تقاطع تقریباً 8 تا 10 کانال یا دهانه های تقویت شده بیش از 80 کیلومتر است.

هزینه فرستنده و گیرنده و بودجه قدرت

اپتیک های VCSEL 850 نانومتری ارزان ترین هستند. ماژول های مبتنی بر باند O-DFB- (LR، LR4) در وسط قرار دارند. ماژول‌های باند منسجم C{6} بالاترین قیمت و توان مصرفی را دارند. هیچ مزیت فنی برای استقرار اپتیک منسجم در یک پیوند 10 کیلومتری مترو که یک ماژول باند O{9}}LR بدون مشکل از عهده آن برمی‌آید، وجود ندارد.

WDM چگونه از Windows Transmission استفاده می کند

ضربدری تقسیم طول موجطول موج های مختلف را به جریان های داده مستقل اختصاص می دهد و آنها را به طور همزمان روی یک فیبر ارسال می کند. پنجره های انتقال کل را تعریف می کنندپهنای باند فیبربرای این مالتی پلکسی موجود است.

CWDM

فاصله کانال 20 نانومتری در باندهای O، E، S، C و L. حداکثر 18 کانال بدون نیاز به تقویت در فواصل معمولی مترو. لیزرهای خنک نشده هزینه ها را پایین نگه می دارند. در شبکه های مترو، اتصال مرکز داده زیر 80 کیلومتر و پیوندهای فیبر تاریک سازمانی استفاده می شود.

DWDM

فاصله کانال 100 گیگاهرتز یا 50 گیگاهرتز در باند C، به صورت اختیاری به کانال‌های L-باند. 40 در 100 گیگاهرتز یا 96 در 50 گیگاهرتز، که هر کدام 100 گیگ یا بیشتر را حمل می‌کنند، گسترش یافته است. EDFA برای بازه های طولانی مورد نیاز است. مستقر در{11}}محموله‌های طولانی، کابل‌های زیردریایی و ارتفاعات-فیبر پهنای باندبه هم متصل می شود.

انتخاب بین CWDM و DWDM به ظرفیت در مقابل هزینه بستگی دارد. CWDM برای هر کانال ارزان‌تر است، اما در بالای 18 کانال بدون مسیر تقویت است. DWDM هزینه بیشتری دارد اما در یک جفت فیبر به ده ها ترابیت می رسد.