850nm vs 1310nm vs 1550nm: come scegliere la giusta lunghezza d'onda ottica

La scelta della giusta lunghezza d'onda si riduce a tre domande: quanto lontano deve percorrere il tuo segnale? Quale fibra è già nel terreno? E hai bisogno di spazio per scalare con DWDM in un secondo momento?

Per la maggior parte delle implementazioni aziendali, 850 nm è l'opzione dal costo più basso-per collegamenti multimodali brevi, 1310 nm è la scelta standard in modalità singola- per molti collegamenti campus e metropolitani e 1550 nm diventa più rilevante quando le distanze aumentano, i budget di collegamento si riducono o viene pianificato il DWDM. Se sbagli, o stai pagando più del dovuto per una copertura che non ti serve o stai risolvendo un problema con un collegamento che non rimane attivo.

 

 

Perché queste tre lunghezze d'onda?

La fibra di vetro di silice non trasmette tutte le lunghezze d'onda allo stesso modo. Le bande da 850 nm, 1310 nm e 1550 nm si trovano in finestre di trasmissione a bassa- perdita in cui l'attenuazione del segnale scende a livelli pratici. Ciascuno è emerso in una fase diversa della tecnologia ottica: 850 nm sono arrivati ​​per primi con VCSEL convenienti-, 1310 nm sono seguiti quando è stata scoperta una dispersione cromatica quasi pari a zero a questo punto nella fibra monomodale standard e 1550 nm sono diventati dominanti nelle reti a lungo raggio-una volta che gli amplificatori ottici sono maturi per amplificare i segnali senza conversione elettrica.

 

 

Qual è la vera differenza?

Il compromesso fondamentale è il costo rispetto alla portata.

850nmsi accoppia con fibra multimodale e laser VCSEL. L'attenuazione è di circa 2,5 dB/km - elevata rispetto alle lunghezze d'onda in modalità singola-, ma è irrilevante quando i collegamenti rimangono al di sotto dei 400 metri. I VCSEL sono prodotti in grandi volumi, rendendo i moduli da 850 nm l'opzione più economica con un ampio margine. La limitazione della distanza deriva dalla dispersione modale: la fibra multimodale supporta più percorsi luminosi che arrivano al ricevitore in tempi leggermente diversi. A 10 Gbps su fibra OM4, ottieni circa 400 metri; a velocità più elevate, tale distanza si riduce.

 

1310 nmfunziona su fibra monomodale-con un core da 9 µm. L'attenuazione scende a circa 0,35 dB/km per ITU-T G.652 e la dispersione cromatica quasi svanisce a questa lunghezza d'onda. Questa combinazione rende la tecnologia 1310 nm-adatta per un'ampia gamma di applicazioni-modali, dalle interconnessioni di edifici inferiori a-chilometri ai collegamenti di accesso metropolitano di 40 km.

 

1550 nmraggiunge l'attenuazione della fibra più bassa a circa 0,20 dB/km. Con quel vantaggio di 0,15 dB/km rispetto ai composti a 1310 nm su una distanza - su 100 km, risparmi 15 dB sul budget di collegamento. Ancora più importante, 1550 nm supporta l'amplificazione ottica tramite EDFA e si trova al centro della banda C-utilizzata perSistemi DWDM. Per i collegamenti a lungo raggio-amplificati o orientati al DWDM-, 1550 nm è solitamente la scelta pratica.

 

Il compromesso a 1550 nm è la dispersione cromatica - di circa 17 ps/nm·km nella fibra standard. A 100 Gbps su 80+ km, in genere è necessaria una compensazione, tramite fibra di compensazione della dispersione-o elaborazione del segnale digitale in ricetrasmettitori coerenti. ModernoCollegabili coerenti 400G QSFP-DDgestire la dispersione digitalmente.

 

 

Corrispondenza delle lunghezze d'onda con i tipi di moduli

Una fonte ricorrente di confusione nella selezione dei moduli è il modo in cui le lunghezze d'onda si associano alle designazioni SR/LR/ER/DWDM sugli ordini di acquisto.

• SR (Portata breve)i moduli funzionano a 850 nm su fibra multimodale. Riguardano i collegamenti da rack-a-rack e la costruzione-interna in cui le distanze rimangono inferiori a poche centinaia di metri. Nell'ottica Ethernet tradizionale, SR in genere significa multimodale da 850 nm.
• LR (Lunga portata)i moduli in genere utilizzano 1310 nm su fibra mono-modale per una portata di 10 km. Alcune varianti 100G e 400G LR4 utilizzano lunghezze d'onda CWDM intorno a 1310 nm multiplexate all'interno del modulo.
• ER (Portata estesa)i moduli funzionano a 1550 nm per una portata di 40 km. La maggiore potenza di trasmissione e la minore attenuazione della fibra a questa lunghezza d'onda consentono una distanza estesa.
• Moduli DWDMutilizza lunghezze d'onda precise nella banda C- (1530–1565 nm) con una spaziatura tra i canali di soli 0,8 nm. Questi richiedono un ordinamento specifico per la lunghezza d'onda-e in genere coinvolgonoapparecchiature mux/demuxper combinare e separare i canali.

 

 

Errori comuni di selezione

Tre problemi relativi alla lunghezza d'onda-si presentano ripetutamente:

• Combinazione multimodale e monomodale-.Un ricetrasmettitore da 850 nm collegato a una fibra monomodale- (nucleo da 9 µm) subisce un'eccessiva perdita di accoppiamento e non formerà un collegamento funzionante. Il tipo di fibra determina in gran parte la lunghezza d'onda e la famiglia di moduli da utilizzare - raramente esiste una soluzione pratica a parte il ricablaggio.
• Errori di accoppiamento della lunghezza d'onda BiDi.I moduli bidirezionali utilizzano due diverse lunghezze d'onda su un singolo filo di fibra. Questi devono essere distribuiti come coppie abbinate: se un'estremità trasmette 1270 nm e riceve 1330 nm, l'altra estremità deve trasmettere 1330 nm e ricevere 1270 nm. Installare due moduli con la stessa lunghezza d'onda TX su entrambe le estremità significa che entrambi i lati trasmettono sulla stessa lunghezza d'onda senza che nessun ricevitore sia sintonizzato per ascoltarla.
• Specificazione eccessiva della portata.I moduli a lunga- portata hanno una potenza di trasmissione maggiore che può sovraccaricare il ricevitore su collegamenti brevi. Se la tua distanza effettiva è di 500 metri, non installare ottiche ER classificate per 40 km - potresti aver bisogno di attenuatori per evitare la saturazione del ricevitore, aggiungendo costi e un altro potenziale punto di guasto. Adatta il modulo alle tue effettive esigenze di distanza.

 

 

Selezione della lunghezza d'onda in base alla distanza

Distanza	Lunghezza d'onda	Tipo di fibra	Caso d'uso tipico
Sotto i 100 metri	850nm	Multimodale OM3/OM4	Intra-rack, connessioni TOR
100–400m	850nm	OM4 multimodale	All'interno-dell'edificio, sale del data center
500m–2km	1310 nm	Modalità-singola OS2	Campus, edificio di interconnessione
2–10 km	1310 nm	Modalità-singola OS2	Accesso alla metropolitana, WAN aziendale
10–40 km	1310 nm o 1550 nm	Modalità-singola OS2	Metro core (1550 nm aggiunge margine)
40–80 km	1550 nm	Modalità-singola OS2	Metro DCI, dorsale regionale
80 km+	1550 nm	Modalità-singola OS2	Lungo-raggio (amplificazione o DSP coerente)

La denominazione esatta del modulo (DR, FR, LR4, ER4, ZR, ecc.) dipende dal grado di velocità e dalla famiglia standard. A velocità dati più elevate, i moduli possono utilizzare designazioni diverse rispetto a 10G.

 

 

Quando scegliere ciascuna lunghezza d'onda

Scegli 850nm quando:

• Tutti i collegamenti restano sotto i 400 metri
• La fibra multimodale (OM3/OM4) è già installata
• Il costo per porto conta più della flessibilità futura
• Stai creando connessioni top-of-rack all'interno della sala di un data center
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Scegli 1310nm quando:

• I collegamenti rientrano in un raggio compreso tra-chilometri e 40 km
• È disponibile la fibra monomodale-
• Desideri semplicità di implementazione senza compensazione della dispersione
• Il budget è importante, ma è necessaria una copertura maggiore di quella fornita dalla multimodalità
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Scegli 1550nm quando:

• I collegamenti superano i 40 km
• Hai bisogno di amplificazione ottica (compatibilità EDFA)
• È prevista l'espansione della capacità DWDM
• Stai costruendo un'infrastruttura DCI metropolitana o un'infrastruttura backbone-a lungo raggio
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Per le organizzazioni che pianificano la crescita della capacità attraversoMultiplexing a divisione di lunghezza d'onda CWDM, sia 1310 nm che 1550 nm rientrano nelle finestre CWDM utilizzabili. L'implementazione dell'infrastruttura monomodale-dall'inizio mantiene la porta aperta all'espansione WDM.

 

 

Considerazioni sull'infrastruttura in fibra

La fibra esistente spesso determina la scelta della lunghezza d'onda più dei requisiti di distanza.

Edifici multimodali.Se i tuoi edifici dispongono di multimodalità OM1 o OM2 da un'installazione precedente, sei limitato a 850 nm con distanza ridotta rispetto a OM3/OM4. Quando queste corse necessitano di un'estensione, dovrai scegliere: adottare una nuova modalità singola-o lavorare entro i limiti.

Flessibilità in modalità singola-.Una volta installata, la fibra monomodale- supporta sia 1310 nm che 1550 nm - e futuri aggiornamenti di velocità (40G, 100G, 400G) scambiando solo ilmoduli ricetrasmettitori. La differenza di costo del cavo in fibra è marginale; i ricetrasmettitori sono scambiabili; la fibra è permanente. Per molte installazioni greenfield, la modalità-singola è la scelta più sicura a lungo termine-perché lascia più spazio per futuri aggiornamenti in termini di portata e velocità.

 

 

Nozioni di base sul budget di collegamento

La distanza nominale sulla scheda tecnica di un ricetrasmettitore presuppone condizioni ideali: connettori puliti, fibra entro-le specifiche, punti di giunzione minimi. Le installazioni reali dovrebbero tenere conto dell'attenuazione della fibra (0,35 dB/km a 1310 nm, 0,20 dB/km a 1550 nm), della perdita del connettore (0,3–0,5 dB per coppia accoppiata), dei punti di giunzione e di un margine di sicurezza di 2–3 dB per l'invecchiamento e le variazioni ambientali.

La pulizia dei connettori è più importante di quanto la maggior parte delle persone creda. Una particella di polvere di soli pochi micron di diametro può causare errori intermittenti difficili da diagnosticare. Ispezionare sempre i connettori prima dell'inserimento - i connettori contaminati sono una causa comune di guasti al collegamento ottico che inizialmente sembrano essere problemi del modulo.

 

 

Riferimento agli standard

Tutte e tre le lunghezze d'onda sono regolate da standard internazionali che garantiscono l'interoperabilità tra-fornitori:

• IEEE 802.3definisce le interfacce ottiche Ethernet: 10GBASE-SR (850nm), 10GBASE-LR (1310nm), 10GBASE-ER (1550nm)
• ITU-T G.652specifica le caratteristiche della fibra monomodale-per i calcoli del budget di collegamento da 1310 nm e 1550 nm
• ITU-T G.694.1standardizza la griglia di canali DWDM utilizzata nei sistemi in banda C-da 1550 nm

Quando si specificamoduli ricetrasmettitori ottici, verificare sempre che entrambe le estremità del collegamento utilizzino lunghezze d'onda corrispondenti. Un trasmettitore da 1310 nm abbinato a un ricevitore da 850 nm non formerà un collegamento funzionante-conforme agli standard - la sensibilità del ricevitore non si estende attraverso tale intervallo di lunghezze d'onda. L'unica eccezione deliberata sono i moduli BiDi, che devono essere distribuiti come coppie di lunghezze d'onda TX/RX abbinate.

 

 

Domande frequenti