Ym myd cyfathrebu ffibr optig, mae dewis tonfedd golau fel tiwnio amledd radio a dewis sianel. Dim ond trwy ddewis y "sianel" gywir y gellir trosglwyddo'r signal yn glir ac yn sefydlog. Pam mae gan rai modiwlau optegol bellter trosglwyddo o ddim ond 500 metr, tra gall eraill ymestyn dros gannoedd o gilometrau? Mae'r dirgelwch yn gorwedd yn 'lliw' y trawst golau hwnnw - yn fwy manwl gywir, tonfedd y golau.
Mewn rhwydweithiau cyfathrebu optegol modern, mae modiwlau optegol o donfeddi gwahanol yn chwarae rolau hollol wahanol. Mae'r tair tonfedd graidd o 850nm, 1310nm, a 1550nm yn ffurfio fframwaith sylfaenol cyfathrebu optegol, gyda rhaniad clir o lafur o ran pellter trosglwyddo, nodweddion colled, a senarios cymhwysiad.
1. Pam mae angen tonfeddi lluosog arnom?
Mae gwraidd yr amrywiaeth tonfedd mewn modiwlau optegol yn gorwedd mewn dau her fawr mewn trosglwyddo ffibr optig: colled a gwasgariad. Pan gaiff signalau optegol eu trosglwyddo mewn ffibrau optegol, mae gwanhau (colli) ynni yn digwydd oherwydd amsugno, gwasgaru a gollwng y cyfrwng. Ar yr un pryd, mae cyflymder lledaenu anwastad gwahanol gydrannau tonfedd yn achosi ehangu pwls signal (gwasgariad). Mae hyn wedi arwain at atebion aml-donfedd:
•Band 850nm:yn gweithredu'n bennaf mewn ffibrau optegol aml-fodd, gyda phellteroedd trosglwyddo fel arfer yn amrywio o ychydig gannoedd o fetrau (megis ~ 550 metr), ac mae'n brif rym ar gyfer trosglwyddo pellteroedd byr (megis o fewn canolfannau data).
•Band 1310nm:yn arddangos nodweddion gwasgariad isel mewn ffibrau un modd safonol, gyda phellteroedd trosglwyddo hyd at ddegau o gilometrau (megis ~ 60 cilometr), gan ei wneud yn asgwrn cefn trosglwyddo pellter canolig.
•Band 1550nm:Gyda'r gyfradd gwanhau isaf (tua 0.19dB/km), gall y pellter trosglwyddo damcaniaethol fod yn fwy na 150 cilomedr, gan ei wneud yn frenin trosglwyddo pellter hir a hyd yn oed pellter hir iawn.
Mae cynnydd technoleg amlblecsio rhannu tonfedd (WDM) wedi cynyddu capasiti ffibrau optegol yn fawr. Er enghraifft, mae modiwlau optegol deuffordd ffibr sengl (BIDI) yn cyflawni cyfathrebu deuffordd ar un ffibr trwy ddefnyddio gwahanol donfeddi (megis cyfuniad 1310nm/1550nm) ar y pennau trosglwyddo a derbyn, gan arbed adnoddau ffibr yn sylweddol. Gall technoleg Amlblecsio Rhannu Tonfedd Dwys (DWDM) mwy datblygedig gyflawni bylchau tonfedd cul iawn (megis 100GHz) mewn bandiau penodol (megis band-O 1260-1360nm), a gall un ffibr gynnal dwsinau neu hyd yn oed gannoedd o sianeli tonfedd, gan gynyddu'r capasiti trosglwyddo cyfan i lefel Tbps a rhyddhau potensial ffibr optig yn llawn.
2. Sut i ddewis tonfedd modiwlau optegol yn wyddonol?
Mae dewis tonfedd yn gofyn am ystyriaeth gynhwysfawr o'r ffactorau allweddol canlynol:
Pellter trosglwyddo:
Pellter byr (≤ 2km): 850nm (ffibr amlfodd) yn ddelfrydol.
Pellter canolig (10-40km): addas ar gyfer 1310nm (ffibr un modd).
Pellter hir (≥ 60km): rhaid dewis 1550nm (ffibr un modd), neu ei ddefnyddio ar y cyd ag amplifier optegol.
Gofyniad capasiti:
Busnes confensiynol: Mae modiwlau tonfedd sefydlog yn ddigonol.
Trosglwyddiad dwysedd uchel, capasiti mawr: mae angen technoleg DWDM/CWDM. Er enghraifft, gall system DWDM 100G sy'n gweithredu yn y band-O gynnal dwsinau o sianeli tonfedd dwysedd uchel.
Ystyriaethau cost:
Modiwl tonfedd sefydlog: Mae'r pris uned cychwynnol yn gymharol isel, ond mae angen stocio modelau tonfedd lluosog o rannau sbâr.
Modiwl tonfedd tiwniadwy: Mae'r buddsoddiad cychwynnol yn gymharol uchel, ond trwy diwnio meddalwedd, gall gwmpasu tonfeddi lluosog, symleiddio rheoli rhannau sbâr, ac yn y tymor hir, lleihau cymhlethdod a chostau gweithredu a chynnal a chadw.
Senario cais:
Rhyng-gysylltiad Canolfan Ddata (DCI): Mae atebion DWDM dwysedd uchel, pŵer isel yn brif ffrwd.
Blaen-gludo 5G: Gyda gofynion uchel ar gyfer cost, latency, a dibynadwyedd, mae modiwlau ffibr sengl deuffordd (BIDI) wedi'u cynllunio ar gyfer gradd ddiwydiannol yn ddewis cyffredin.
Rhwydwaith parciau menter: Yn dibynnu ar ofynion pellter a lled band, gellir dewis modiwlau CWDM pŵer isel, pellter canolig i fyr neu donfedd sefydlog.
3. Casgliad: Esblygiad Technolegol ac Ystyriaethau ar gyfer y Dyfodol
Mae technoleg modiwlau optegol yn parhau i ailadrodd yn gyflym. Mae dyfeisiau newydd fel switshis dethol tonfedd (WSS) a grisial hylif ar silicon (LCoS) yn sbarduno datblygiad pensaernïaethau rhwydwaith optegol mwy hyblyg. Mae arloesiadau sy'n targedu bandiau penodol, fel y band-O, yn optimeiddio perfformiad yn gyson, fel lleihau defnydd pŵer modiwlau yn sylweddol wrth gynnal ymyl cymhareb signal-i-sŵn optegol (OSNR) digonol.
Wrth adeiladu rhwydweithiau yn y dyfodol, nid yn unig y mae angen i beirianwyr gyfrifo'r pellter trosglwyddo yn gywir wrth ddewis tonfeddi, ond hefyd gwerthuso'n gynhwysfawr y defnydd o bŵer, addasrwydd tymheredd, dwysedd lleoli, a chostau gweithredu a chynnal a chadw cylch oes llawn. Mae modiwlau optegol dibynadwyedd uchel a all weithredu'n sefydlog am ddegau o gilometrau mewn amgylcheddau eithafol (megis oerfel difrifol o -40 ℃) yn dod yn gefnogaeth allweddol ar gyfer amgylcheddau lleoli cymhleth (megis gorsafoedd sylfaen anghysbell).
Amser postio: Medi-18-2025