Wyjaśnienie światłowodu 1310 nm: różnice między 850 nm, 1310 nm i 1550 nm

Jeśli poświęciłeś trochę czasu na przeglądanie projektów łączy optycznych, widziałeś termin „światłowód 1310 nm” w listach produktów, arkuszach danych transceiverów i dokumentach planowania sieci. Termin ten pojawia się stale -, ale do czego właściwie się odnosi i dlaczego ma to znaczenie dla Twojej następnej kompilacji?

W praktyce 1310nm nie jest odrębną kategorią włókien. Jest todługość fali roboczej- jedno z najważniejszych okien transmisyjnych w światłowodach. TheStowarzyszenie Światłowodowe (FOA)zauważa, że ​​światłowód wielomodowy jest powszechnie kojarzony z 850 nm i 1300 nm, natomiastświatłowód jednomodowy-jest zoptymalizowany dla 1310 nm i 1550 nm. Międzynarodowy standardITU-T G.652opisuje standardowe włókno-jednomodowe jako mające długość fali z zerową-dyspersją około 1310 nm i nadające się do użytku zarówno w obszarach 1310 nm, jak i 1550 nm.

To rozróżnienie ma znaczenie dla zamówień publicznych. Kiedy na module lub w karcie specyfikacji widzisz „1310nm”, długość fali jest tylko jedną zmienną. Rzeczywista wydajność łącza w dalszym ciągu zależy od typu światłowodu, standardu światłowodu i budżetu strat ścieżki fizycznej.

Co właściwie oznacza „włókno 1310 nm”?

Najbardziej bezpośrednie wyjaśnienie: 1310 nm odnosi się do długości fali światła wykorzystywanej przez urządzenie nadawczo-odbiorcze do przesyłania sygnałów przez światłowód. Nie jest to sam gatunek włókna, format złącza ani ocena odległości. Kompletny projekt łącza obejmuje co najmniej trzy oddzielne decyzje:

• Typ włókna- pojedynczy-tryb (npOS1/OS2 według G.652) lub wielomodowy (npOM3/OM4)
• Standard optyczny lub transceiver- na przykład 1000BASE-LX/LH, 10GBASE-LR lub moduł BiDi
• Odległość łącza i budżet strat-, co zależy od zainstalowanej instalacji kablowej, złączy, spawów i wszelkich paneli połączeniowych na ścieżce

Dlatego samo „1310 nm” nigdy nie mówi całej historii. Dwa moduły, oba oznaczone jako 1310 nm, mogą mieć bardzo różny zasięg, ponieważ są zbudowane zgodnie z różnymi standardami IEEE lub MSA.

Dlaczego 1310nm ma znaczenie w sieciach światłowodowych?

Długość fali 1310 nm znajduje się w punkcie, w którym standardowe włókno jednomodowe (G.652) ma swojenajniższa dyspersja chromatyczna. Dyspersja chromatyczna powoduje, że impulsy optyczne rozprzestrzeniają się na odległość, co ogranicza szybkość i odległość transmisji, zanim sygnał ulegnie pogorszeniu. Przy 1310 nm to rozproszenie jest minimalne - i dlatego od lat 80. XX wieku ta długość fali jest domyślnym wyborem dla krótkich-i-średnich łączy jednomodowych-.

Jednocześnie tłumienie światłowodu przy 1310 nm wynosi zazwyczaj około 0,35 dB/km w przypadku standardowego światłowodu G.652, w porównaniu do około 0,20 dB/km przy 1550 nm. Ta różnica oznacza, że ​​1550 nm może przenosić sygnały dalej, zanim moc optyczna spadnie poniżej progu odbiornika. Jednak w przypadku wielu łączy kampusowych, metra i przedsiębiorstw znajdujących się w odległości mniejszej niż 10–20 km tłumienie przy 1310 nm mieści się w granicach praktycznych budżetów łączy -, a optyka zwykle kosztuje mniej.

JakKomunikacja ViaLitewyjaśnia, lasery 1550 nm są trudniejsze w produkcji niż lasery 1310 nm, dlatego w krótszych łączach często wykorzystuje się 1310 nm, ponieważ zapewnia to dobrą wydajność przy niższych kosztach. Dłuższe łącza, w których straty stają się bardziej krytyczne, mają tendencję do przesuwania się w stronę 1550 nm.

1310 nm vs 1550 nm vs 850 nm: praktyczne porównanie

W większości przypadków prawdziwym pytaniem „czym jest włókno 1310 nm” jest w rzeczywistości:jakiej długości fali powinienem używać dla mojego łącza?

1310 nm kontra 1550 nm

Zarówno 1310 nm, jak i 1550 nm działają na światłowodzie jedno-modowym, a standardowa instalacja światłowodowa G.652D obsługuje obie długości fal bez konieczności stosowania innego kabla. Wybór sprowadza się do odległości połączenia, kosztu i architektury systemu:

• 1310nmoferuje minimalną dyspersję chromatyczną i niższy koszt transceivera. Działa dobrze dla łączy o długości do około 10–40 km w zależności od standardu modułu i nie wymaga wzmocnienia optycznego.
• 1550nmoferuje najniższe tłumienie światłowodu (~0,20 dB/km), zgodność ze wzmacniaczami światłowodowymi-domieszkowanymi erbem (EDFA) oraz obsługę systemów DWDM. Jest to standardowy wybór w przypadku-długodystansowych połączeń szkieletowych i połączeń podmorskich.

W przypadku sieci szkieletowej kampusu łączącej budynki oddalone od siebie o 2–10 km optyka 1310 nm (taka jak 1000BASE-LX/LH lub 10GBASE-LR) jest zwykle-najtańszą opcją. W przypadku pierścienia metra rozciągającego się na odległość 40–80 km konieczna jest optyka 1550 nm ze wzmocnieniem lub bez.

1310 nm kontra 850 nm

To porównanie zasadniczo dotyczytryb jedno-w porównaniu z trybem wielomodowymkontekst. Długość fali 850 nm jest przeznaczona do-łączy światłowodowych wielomodowych krótkiego zasięgu wykorzystujących lasery VCSEL - powszechnie stosowane w centrach danych i-połączeniach budowlanych. FOA zauważa, że ​​światłowód wielomodowy działa przy 850 nm i 1300 nm, podczas gdy światłowód jednomodowy-jest zoptymalizowany pod kątem 1310 nm i 1550 nm.

Jeśli pracujesz w pojedynczej hali danych lub łączysz przełączniki na niewielką odległość (poniżej 300–550 m), wielomodowy tryb 850 nm jest często najbardziej ekonomiczną ścieżką. Gdy zasięg wykracza poza ten zakres lub jeśli potrzebujesz większego zasięgu i niższych strat w przypadku światłowodu jednomodowego, 1310 nm staje się naturalnym wyborem.

Szybka tabela porównawcza długości fali

Uwaga: Rzeczywiste odległości zależą od konkretnego standardu transceivera i zainstalowanej utraty łącza. Ta tabela stanowi odniesienie do planowania, a nie zastępuje obliczenia budżetu łącza.

Czy długość fali 1310 nm można stosować zarówno w światłowodach jedno-, jak i wielomodowych?

Domyślnie, gdy ludzie mówią „światłowód 1310 nm”, mają na myśli aplikacje-jednomodowe. Jest to najbezpieczniejsze założenie podczas przeglądu optyki, portów przełącznika lubkable krosowe światłowodowe.

Istnieje jednak ważny wyjątek. TheArkusz danych Cisco 1000BASE-LX/LH SFPpotwierdza, że ​​ten moduł 1310 nm działa na włóknie-jednomodowym na dystansie do 10 km, a także na włóknie wielomodowym na dystansie do 550 m - pod warunkiem użycia kabla krosowego-kondycjonującego tryb podczas podłączania do starszego kabla wielomodowego. Bez tego kabla krosowego warunki uruchamiania światłowodu wielomodowego mogą powodować opóźnienie w trybie różnicowym, pogarszając wydajność łącza.

Jest to dobry przykład tego, dlaczego sama długość fali nie definiuje kompatybilności włókien. Standard optyczny, gatunek światłowodu i złącza fizyczne odgrywają rolę. Jeśli planujesz link naŚwiatłowód wielomodowy OM3 lub OM4, upewnij się, że wybrany transceiver jest specjalnie przystosowany do tego typu światłowodu i odległości.

Typowe zastosowania 1310 nm w sieciach światłowodowych

1310 nm spotkasz w wielu rzeczywistych-wdrożeniach:

Szkielety kampusów i przedsiębiorstw

Budowanie-do-budowania łączy w środowisku kampusowym - zazwyczaj 1–10 km - to klasyczny przypadek użycia optyki jednomodowej 1310 nm-. Standardy takie jak 1000BASE-LX/LH (1G) i 10GBASE-LR (10G) wykorzystują pasmo 1310 nmjednomodowe-kable krosowe LCdla tych odległości.

Dostęp do metra i agregacja

Dostawcy usług często używają transceiverów 1310 nm w pierścieniach dostępowych i warstwach agregacji, gdzie rozpiętość łączy mieści się w zakresie 10–20 km, który skutecznie obsługuje 1310 nm.

Łącza dwukierunkowe (BiDi).

W konstrukcjach transceiverów BiDi 1310 nm jest często łączone z 1490 nm lub 1550 nm w celu przenoszenia ruchu w górę i w dół w pojedynczej nici światłowodowej. Jest to powszechne w FTTH oraz w scenariuszach, w których liczba włókien jest ograniczona. Zobaczysz to w rodzinach produktów, takich jak 1000BASE-BX.

Moduły o wyższej-szybkości

Długość fali 1310 nm w dalszym ciągu pojawia się w rodzinach modułów optycznych 25G (SFP28-LR), a nawet 100G/400G, zaprojektowanych z myślą o jedno-trybie od krótkiego-do średniego zasięgu. Pozostaje standardowym wyborem długości fali w wielu generacjach standardów Ethernet.

ITU-T G.652 wyraźnie łączy standardowe światłowód jedno-modowy z szeroką gamą systemów optycznych, w tym z zastosowaniami w sieciach lokalnych, dostępowych i metropolitalnych -, z których wszystkie powszechnie wykorzystują transmisję 1310 nm.

Jak wybrać odpowiednią konfigurację 1310 nm

Jeśli oceniasz wdrożenie 1310 nm, oto prosta ścieżka decyzyjna:

Krok 1: Sprawdź typ zainstalowanego światłowodu

Sprawdź, czy Twoja instalacja kablowa jest jednomodowa- czy wielomodowa. Jeśli masz standardowe światłowód jedno-modowy (G.652, często w żółtej osłonie), 1310 nm jest naturalnym i dobrze-obsługiwanym wyborem. Jeśli maszświatłowód wielomodowy, nie zakładaj, że każdy moduł 1310 nm będzie działał. - sprawdź dokładny standard i sprawdź, czy wymagany jest kabel krosowy-kondycjonujący tryb.

Krok 2: Oblicz budżet linków

Zmierz lub oszacuj całkowitą stratę na ścieżce światłowodowej: tłumienie światłowodu (odległość × dB/km), straty na złączu (zwykle 0,3–0,5 dB na sparowaną parę dlaZłącza LCLubZłącza SC) i wszelkie straty na złączach. Porównaj sumę z określonym budżetem łącza transiwera (moc nadajnika minus czułość odbiornika). Jeśli Twoja strata mieści się w budżecie przy 1310 nm, masz realne łącze.

Krok 3: Dopasuj transceiver do swojego sprzętu i standardu

Moduł oznaczony „1310nm” nadal musi pasować do typu portu przełącznika lub routera, wymaganego standardu Ethernet (np. 1000BASE-LX, 10GBASE-LR, 25GBASE-LR), Twojegoformacie złączai rzeczywistą docelową odległość. Własny katalog SFP firmy Cisco zawiera listę wielu modułów 1310 nm o różnych parametrach odległości i obsłudze mediów -, których nie można stosować zamiennie.

Krok 4: Rozważ ścieżkę aktualizacji

Jeśli Twoja sieć może później rozwinąć się z łączy kampusowych 1G do agregacji 10G lub 25G, należy odpowiednio zaplanować instalację światłowodową. Standardowy światłowód jednomodowy G.652D-obsługuje zarówno 1310 nm, jak i 1550 nm w szerokim zakresie długości fal, co zapewnia elastyczność w przypadku przyszłego zwiększania wydajności bez wymiany kabla. Dla środowisk już rozważanychArchitektury okablowania 100G, potwierdzając kompatybilność w jednym-trybie, można teraz uniknąć kosztownej zmiany okablowania w przyszłości.

Typowe błędy podczas pracy z optyką 1310 nm

Traktowanie 1310nm jako typu światłowodu.

Jest to okno długości fali, a nie specyfikacja kabla. Typ światłowodu (jedno-modowy czy wielomodowy, G.652 czy G.655), wykończenie złącza (PC, UPC lub APC) i standard urządzenia nadawczo-odbiorczego mają znaczenie niezależnie.

Zakładając, że wszystkie transceivery 1310 nm działają identycznie.

Obydwa modele 1000BASE-LX SFP na 10 km i 10GBASE-LR SFP+ na 10 km mają długość 1310 nm -, ale obsługują różne szybkości transmisji danych, mają różne budżety mocy i nie można ich używać zamiennie w tym samym porcie.

Ignorowanie wymagań dotyczących złączy i kabli krosowych.

Łącze jednomodowe 1310 nm-wymaga trybu jedno-kable krosoweIadapterydopasowane do typu złącza transiwera -, typowo LC duplex dla większości modułów SFP i SFP+. Niedopasowane kable krosowe (np. użycie zworek wielomodowych na porcie jednomodowym) spowodują duże straty lub awarię łącza.

Przeoczenie różnicy między „technicznie możliwym” a „zalecanym”.

Moduł 1310nm może działać na światłowodzie wielomodowym na krótkich dystansach, ale to nie znaczy, że jest to właściwy wybór projektowy. Zawsze przestrzegaj specyfikacji obsługiwanych mediów i odległości producenta transiwera.

Często zadawane pytania

Czy 1310 nm jest zawsze używane w przypadku światłowodu jednomodowego?

W zdecydowanej większości przypadków tak. Długość fali 1310 nm to standardowe okno operacyjne dla światłowodu jedno-modowego na ITU-T G.652. Jednak niektóre elementy optyczne -, takie jak Cisco 1000BASE-LX/LH -, mogą również działać na światłowodzie wielomodowym na mniejszych odległościach (do 550 m) za pomocą kabla krosowego-kondycjonującego tryb.

Jaka jest różnica między 1300 nm a 1310 nm w światłowodach?

Terminy te są często używane luźno. „Okno 1300 nm” to szersze odniesienie do zakresu długości fal w okolicach 1260–1360 nm. W praktyce większość jednomodowych-nadawczo-odbiorczych w tym oknie działa przy nominalnej długości fali 1310 nm. Stowarzyszenie Fibre Optic Association używa „1300 nm” jako ogólnej etykiety okna dla zastosowań wielomodowych, podczas gdy „1310 nm” to konkretna nominalna długość fali dla standardów jednomodowych.

Czy 1310nm jest lepsze niż 1550nm dla wszystkich łączy?

Nie. W przypadku łączy krótkich-do-średnich (poniżej około 10–20 km) pasmo 1310 nm jest zazwyczaj-tańsze i zapewnia bardzo niskie rozproszenie. W przypadku dłuższych łączy, gdzie tłumienie światłowodu staje się czynnikiem ograniczającym, lepszym wyborem jest 1550 nm ze względu na mniejsze straty (~0,20 dB/km w porównaniu z ~0,35 dB/km). W przypadku bardzo dużych odległości 1550 nm obsługuje również wzmocnienie optyczne EDFA, czego nie obsługuje 1310 nm.

Czy światłowód 1310 nm może działać na włóknie wielomodowym?

Niektóre specyficzne standardy na to pozwalają. Standard IEEE 802.3z 1000BASE-LX umożliwia działanie na światłowodzie wielomodowym na zmniejszonych dystansach, co zazwyczaj wymaga kabla krosowego-kondycjonującego tryb, aby uniknąć opóźnienia w trybie różnicowym. Jest to jednak konkretny wyjątek, a nie ogólna zasada. Zawsze sprawdzaj arkusz danych transceivera.

Jak daleko może sięgnąć moduł 1310 nm?

Zależy to całkowicie od standardu transceivera. Standardowy moduł SFP 1000BASE-LX/LH zapewnia zasięg do 10 km w przypadku światłowodu jednomodowego. 10GBASE-LR SFP+ jest również przystosowany do pracy na ~10 km przy 1310 nm. Niektóre moduły 1310 nm zaprojektowane z myślą o większym zasięgu mogą sięgać dalej. Maksymalna odległość jest ustalana na podstawie budżetu mocy modułu i całkowitej utraty łącza, a nie samej długości fali.

Czy 1310 nm i 1550 nm można używać w tym samym włóknie jedno-modowym?

Tak. Standardowy światłowód jednomodowy G.652D-obsługuje transmisję na obu długościach fal. W rzeczywistości transceivery BiDi (dwukierunkowe) wykorzystują dokładnie to podejście -, wysyłając 1310 nm w jednym kierunku i 1490 nm lub 1550 nm w drugim za pośrednictwem pojedynczego pasma światłowodu.Konfiguracje światłowodów Simplexczęsto polegają na tym parowaniu długości fal.

Skąd mam wiedzieć, czy potrzebuję optyki LX, LR, ER czy BiDi?

Oznaczenia odzwierciedlają różne standardy IEEE lub-zdefiniowane przez dostawcę z różnymi ocenami odległości. LX (długie fale) zazwyczaj obejmuje 1G w promieniu do 10 km. LR (długi zasięg) obejmuje 10G na dystansie do 10 km. ER (rozszerzony zasięg) obejmuje 10G na dystansie do 40 km, zwykle przy 1550 nm. Optyka BiDi wykorzystuje sparowane długości fal w jednym włóknie. Dopasuj oznaczenie do wymaganej szybkości transmisji danych, odległości i liczby włókien.

Jakie złącza są zwykle używane z optyką jednomodową 1310 nm-?

Wykorzystuje większość nowoczesnych transceiverów 1310nm SFP i SFP+Złącza dupleksowe LC. Można używać starszego sprzętuZłącza SC. W przypadku zastosowań o wyższej-gęstości (40G/100G)Złącza MPO/MTPsą coraz powszechniejsze. Zawsze sprawdzaj specyfikację interfejsu transiwera przed zamówieniem kabli krosowych.

Ostateczne dania na wynos

Długość fali 1310 nm jest jedną z najczęściej stosowanych w sieciach światłowodowych - i nie bez powodu. Oferuje niską dyspersję chromatyczną w standardowym światłowodzie jedno-, duży ekosystem sprawdzonych standardów transiwerów i korzystny profil kosztów dla krótkich-–-łączy, które tworzą większość sieci dostępowych na kampusach, w przedsiębiorstwach i w metrze.

Jednak właściwa decyzja o zakupie nigdy nie zależy wyłącznie od długości fali. Pochodzi z dopasowaniatyp światłowodu + odległość łącza + standard transceivera + format złącza + ścieżka aktualizacji. Jeśli oceniasz rzeczywiste wdrożenie, zacznij od potwierdzenia zainstalowanej instalacji kablowej, oblicz budżet strat, a następnie wybierz konkretny transceiver, który pasuje do Twoich wymagań sprzętowych i odległości.

Źródła i odniesienia

• ITU-T G.652 (2024) - Charakterystyka światłowodu jednomodowego i kabla
• Stowarzyszenie Fiber Optic Association - Typy włókien optycznych
• Moduły Cisco SFP do zastosowań Gigabit Ethernet - Arkusz danych
• Komunikacja ViaLite - Wybór długości fali dla sygnału RF przez światłowód: 1310 nm vs 1550 nm