Волоконная оптика 1310 нм: как выбрать правильную настройку

Если вы когда-либо изучали конструкции оптических линий связи, вы видели «волокно 1310 нм» в списках продуктов, спецификациях трансиверов и документах по сетевому планированию. Этот термин появляется постоянно -, но что он на самом деле означает и почему он имеет значение для вашей следующей сборки?

На практике длина волны 1310 нм не является отдельной категорией волокон. Эторабочая длина волны- одно из важнейших окон передачи в оптоволокне.Ассоциация оптоволокна (FOA)отмечает, что многомодовое волокно обычно ассоциируется с длиной волны 850 нм и 1300 нм, в то время какодномодовое-волокнооптимизирован для 1310 нм и 1550 нм. Международный стандартМСЭ-T G.652описывает стандартное одномодовое волокно как имеющее длину волны с нулевой-дисперсией около 1310 нм и пригодное для использования как в диапазоне 1310 нм, так и в диапазоне 1550 нм.

Это различие имеет значение для закупок. Когда вы видите «1310 нм» на модуле или в спецификации, длина волны — это всего лишь одна переменная. Фактическая производительность вашего канала по-прежнему зависит от типа волокна, оптического стандарта и бюджета потерь физического пути.

Что на самом деле означает «волокно 1310 нм»?

Самое прямое объяснение: длина волны 1310 нм относится к длине волны света, которую трансивер использует для передачи сигналов по оптическому волокну. Это не класс волокна, формат разъема или рейтинг расстояния сам по себе. Полный проект ссылки включает в себя как минимум три отдельных решения:

• Тип волокна- одиночный-режим (например,OS1/OS2 согласно G.652) или многомодовые (например,ОМ3/ОМ4)
• Оптический или трансиверный стандарт- например, 1000BASE-LX/LH, 10GBASE-LR или модуль двунаправленного письма.
• Расстояние соединения и бюджет потерь-, который зависит от установленной кабельной системы, разъемов, сращиваний и любых патч-панелей на пути.

Вот почему одна только цифра «1310 нм» никогда не расскажет всей истории. Два модуля с маркировкой 1310 нм могут иметь очень разные пределы действия, поскольку они созданы в соответствии с разными стандартами IEEE или MSA.

Почему длина волны 1310 нм важна для оптоволоконных сетей?

Длина волны 1310 нм находится в точке, где стандартное одномодовое волокно (G.652)самая низкая хроматическая дисперсия. Хроматическая дисперсия заставляет оптические импульсы распространяться на расстояние, что ограничивает скорость и расстояние передачи, прежде чем сигнал ухудшится. На длине волны 1310 нм это расширение минимально -, поэтому эта длина волны была выбором по умолчанию для коротких---одномодовых-каналов связи с 1980-х годов.

В то же время затухание в оптоволокне на длине волны 1310 нм обычно составляет около 0,35 дБ/км для стандартного волокна G.652 по сравнению с примерно 0,20 дБ/км на длине волны 1550 нм. Эта разница означает, что длина волны 1550 нм может передавать сигналы дальше, прежде чем оптическая мощность упадет ниже порога приемника. Но для многих университетских городков, метро и корпоративных линий связи на расстоянии менее 10–20 км затухание на длине волны 1310 нм находится в пределах практических бюджетов линий -, а оптика, как правило, стоит дешевле.

КакВиаЛайт Коммуникацииобъясняет, что лазеры с длиной волны 1550 нм труднее производить, чем лазеры с длиной волны 1310 нм, поэтому для более коротких линий часто используется длина волны 1310 нм, поскольку она обеспечивает хорошую производительность при меньших затратах. Более длинные каналы, где потери становятся более критичными, имеют тенденцию перемещаться в сторону 1550 нм.

1310 нм, 1550 нм и 850 нм: практическое сравнение

В большинстве случаев реальный вопрос «что такое волокно 1310 нм» на самом деле заключается в следующем:какую длину волны мне следует использовать для моей ссылки?

1310 нм против 1550 нм

И 1310 нм, и 1550 нм работают по одномодовому волокну, а стандартная волоконно-оптическая система G.652D поддерживает любую длину волны без необходимости использования другого кабеля. Выбор зависит от расстояния соединения, стоимости и архитектуры системы:

• 1310 нмобеспечивает минимальную хроматическую дисперсию и более низкую стоимость трансивера. Он хорошо работает на линиях связи на расстоянии примерно 10–40 км в зависимости от стандарта модуля и не требует оптического усиления.
• 1550 нмобеспечивает самое низкое затухание в оптоволокне (~0,20 дБ/км), совместимость с волоконными усилителями, легированными эрбием (EDFA), и поддержку систем DWDM. Это стандартный выбор для-магистральных и подводных линий связи.

Для магистральной сети кампуса, соединяющей здания, расположенные на расстоянии 2–10 км друг от друга, оптика 1310 нм (например, 1000BASE-LX/LH или 10GBASE-LR), как правило, является наиболее экономически-эффективным вариантом. Для кольца метро протяженностью 40–80 км становится необходимой оптика 1550 нм с усилением или без него.

1310 нм против 850 нм

Это сравнение по сути касаетсяодномодовый-против многомодовогоконтекст. Длина волны 850 нм предназначена для многомодовых волоконно-оптических линий короткого-действия с использованием лазеров VCSEL, - распространенных внутри центров обработки данных и внутри соединений-зданий. FOA отмечает, что многомодовое волокно работает на длинах волн 850 и 1300 нм, а одномодовое волокно оптимизировано для 1310 и 1550 нм.

Если вы работаете в одном зале обработки данных или подключаете коммутаторы на небольшом расстоянии (менее 300–550 м), многомодовый канал 850 нм часто является наиболее экономичным вариантом. Как только ваша зона охвата выйдет за пределы этого диапазона или если вам потребуется более длинный охват одномодового волокна и меньшие потери, длина волны 1310 нм станет естественным выбором.

Таблица быстрого сравнения длин волн

Примечание. Фактические расстояния зависят от конкретного стандарта трансивера и установленных потерь связи. Эта таблица является справочной информацией по планированию, а не заменой расчета бюджета канала.

Можно ли использовать длину волны 1310 нм как в одномодовом, так и в многомодовом оптоволокне?

По умолчанию, когда люди говорят «волокно 1310 нм», они имеют в виду одномодовые приложения. Это самое безопасное предположение при проверке оптики, портов коммутатора илиоптоволоконные патч-корды.

Однако есть важное исключение.Техническое описание Cisco 1000BASE-LX/LH SFPподтверждает, что этот модуль 1310 нм работает по одномодовому оптоволоконному кабелю длиной до 10 км, а также по многомодовому оптоволоконному кабелю длиной до 550 м - при условии, что при подключении к устаревшему многомодовому кабелю вы используете патч-корд для согласования режима-. Без этого патч-корда условия запуска многомодового волокна могут вызвать задержку в дифференциальной моде, ухудшая производительность канала.

Это хороший пример того, почему сама по себе длина волны не определяет совместимость волокон. Оптический стандарт, класс волокна и физические разъемы — все это играет роль. Если вы планируете разместить ссылку наМногомодовое волокно OM3 или OM4, убедитесь, что выбранный вами трансивер специально рассчитан на этот тип волокна и расстояние.

Распространенные применения 1310 нм в оптоволоконных сетях

Вы встретитесь на 1310 нм в самых разных реальных-развертываниях:

Магистральные сети кампуса и предприятия.

Создание-между-линий связи в кампусе - обычно длиной 1–10 км - — классический вариант использования одномодовой оптики 1 310 нм-. Такие стандарты, как 1000BASE-LX/LH (1G) и 10GBASE-LR (10G), используют длину волны 1310 нм.одномодовые-кабельные патч-кабели LCдля этих расстояний.

Доступ к метро и агрегация.

Поставщики услуг часто используют трансиверы 1310 нм в кольцах доступа и на уровнях агрегации, где пролеты каналов находятся в диапазоне 10–20 км, с которыми 1310 нм эффективно справляется.

Двунаправленные (BiDi) ссылки.

В конструкциях трансиверов BiDi длина волны 1310 нм часто сочетается с длиной волны 1490 нм или 1550 нм для передачи восходящего и нисходящего трафика по одной оптоволоконной нити. Это часто встречается в FTTH и в сценариях, где количество волокон ограничено. Вы увидите это в таких семействах продуктов, как 1000BASE-BX.

Модули с более высокой-скоростью.

1310 нм продолжает появляться в семействах оптических модулей 25G (SFP28-LR) и даже 100G/400G, предназначенных для одномодовых-коротких- и средних радиусов действия. Это остается стандартным выбором длины волны для нескольких поколений стандартов Ethernet.

ITU-T G.652 явно связывает стандартное одномодовое-волокно с широким спектром оптических систем, включая локальные сети, сети доступа и городские сети -, все из которых обычно используют передачу на длине волны 1310 нм.

Как выбрать правильную настройку 1310 нм?

Если вы оцениваете развертывание 1310 нм, вот простой путь принятия решения:

Шаг 1. Проверьте тип установленного волокна.

Проверьте, является ли ваша кабельная сеть одномодовой-или многомодовой. Если у вас стандартное одномодовое волокно-(G.652, часто с желтой оболочкой), то длина волны 1310 нм – это естественный и хорошо-поддерживаемый выбор. Если у вас естьмногомодовое волокно, не предполагайте, что каждый модуль 1310 нм будет работать - проверьте точный стандарт и проверьте, требуется ли патч-корд для-кондиционирования режима.

Шаг 2. Рассчитайте ссылочный бюджет.

Измерьте или оцените общие потери на оптоволоконном пути: затухание в волокне (расстояние × дБ/км), потери в разъеме (обычно 0,3–0,5 дБ на сопряженную пару дляLC-разъемыилиРазъемы SC), а также любые потери на сращивании. Сравните общую сумму с указанным бюджетом канала трансивера (мощность передатчика минус чувствительность приемника). Если ваши потери находятся в рамках бюджета на длине волны 1310 морских миль, у вас есть жизнеспособная линия связи.

Шаг 3. Подберите трансивер к вашему оборудованию и стандарту.

Модуль с маркировкой «1310nm» по-прежнему должен соответствовать типу порта вашего коммутатора или маршрутизатора, требуемому стандарту Ethernet (например, 1000BASE-LX, 10GBASE-LR, 25GBASE-LR), вашемуформат разъемаи ваше фактическое целевое расстояние. В собственном каталоге SFP Cisco перечислены несколько модулей 1310 нм с разными номинальными расстояниями и поддержкой среды передачи данных -, они не являются взаимозаменяемыми.

Шаг 4. Продумайте свой путь обновления

Если позже ваша сеть может вырасти с кампусных каналов 1G до агрегации 10G или 25G, спланируйте оптоволоконную установку соответствующим образом. Стандартное одномодовое волокно G.652D- поддерживает длину волны 1310 и 1550 нм в широком диапазоне длин волн, что дает вам гибкость для будущего увеличения пропускной способности без замены кабеля. Для сред, уже рассматривающихКабельные архитектуры 100G, подтверждение однорежимной совместимости теперь позволяет избежать дорогостоящего повторного подключения в дальнейшем.

Распространенные ошибки при работе с оптикой 1310 нм

Рассматривая длину волны 1310 нм как тип волокна.Это окно длины волны, а не спецификация кабеля. Тип волокна (одномодовое или многомодовое, G.652 или G.655), полировка разъема (ПК, UPC или APC), и стандарт трансивера имеют значение независимо друг от друга.

Предполагая, что все трансиверы 1310 нм работают одинаково.1000BASE-LX SFP, рассчитанный на 10 км, и 10GBASE-LR SFP+, рассчитанный на 10 км, оба имеют длину волны 1310 нм -, но они обеспечивают разные скорости передачи данных, имеют разные бюджеты мощности и не являются взаимозаменяемыми в одном и том же порту.

Игнорирование требований к разъемам и патч-кордам.Одномодовая линия связи длиной 1310 нм требует одномодового-мода.патч-кордыиадаптерысоответствует типу разъема трансивера -, обычно LC-дуплекс для большинства модулей SFP и SFP+. Несовпадающие патч-корды (например, использование многомодовых перемычек на одномодовом-порту) могут привести к высоким потерям или сбою канала.

Упуская из виду разницу между «технически возможно» и «рекомендуется».Модуль 1310 нм может работать по многомодовому оптоволокну на коротких расстояниях, но это не означает, что это правильный выбор конструкции. Всегда соблюдайте поддерживаемые производителем трансивера характеристики носителя и расстояния.

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли используется длина волны 1310 нм с одномодовым оптоволокном-?

В подавляющем большинстве случаев да. Длина волны 1310 нм — это стандартное рабочее окно для одномодового волокна согласно ITU-T G.652. Однако некоторые оптические устройства -, такие как Cisco 1000BASE-LX/LH -, также могут работать по многомодовому оптоволоконному кабелю на меньших расстояниях (до 550 м) с помощью патч-корда-согласования режима.

В чем разница между 1300 нм и 1310 нм в оптоволокне?

Эти термины часто используются свободно. «Окно 1300 нм» — это более широкое обозначение диапазона длин волн около 1260–1360 нм. На практике большинство одномодовых трансиверов в этом окне работают на номинальной длине волны 1310 нм. Ассоциация оптоволокна использует «1300 нм» в качестве общей метки для многомодовых приложений, а «1310 нм» — это конкретная номинальная длина волны для одномодовых стандартов.

Является ли 1310 нм лучше, чем 1550 нм для всех каналов?

Нет. Для коротких---каналов связи (приблизительно 10–20 км) длина волны 1 310 нм обычно более экономична-и обеспечивает очень низкую дисперсию. Для более длинных линий, где затухание в оптоволокне становится ограничивающим фактором, лучшим выбором будет длина волны 1550 нм из-за меньших потерь (~0,20 дБ/км против ~0,35 дБ/км). На очень больших расстояниях длина волны 1550 нм также поддерживает оптическое усиление EDFA, а длина волны 1310 нм — нет.

Может ли оптика 1310 нм работать по многомодовому оптоволокну?

Некоторые конкретные стандарты позволяют это. Стандарт IEEE 802.3z 1000BASE-LX допускает работу по многомодовому оптоволокну на меньшем расстоянии, обычно требуя патч-корда-согласования режима, чтобы избежать задержки дифференциального режима. Однако это конкретное исключение -, а не общее правило. Всегда проверяйте техническое описание трансивера.

Как далеко может достичь модуль 1310 нм?

Это полностью зависит от стандарта трансивера. SFP 1000BASE-LX/LH рассчитан на расстояние до 10 км по одномодовому-волоконному кабелю. 10GBASE-LR SFP+ также рассчитан на ~10 км на длине волны 1310 нм. Некоторые модули 1310 нм, предназначенные для расширенного радиуса действия, могут работать дальше. Максимальное расстояние определяется бюджетом мощности модуля и общими потерями в канале, а не только длиной волны.

Можно ли использовать длины волн 1310 и 1550 нм в одном одномодовом оптоволокне?

Да. Стандартное одномодовое волокно G.652D- поддерживает передачу на обеих длинах волн. Фактически, трансиверы BiDi (двунаправленные) используют именно этот подход -, отправляя 1310 нм в одном направлении и 1490 или 1550 нм в другом по одной нити волокна.Конфигурации симплексного волокначасто полагаются на эту пару длин волн.

Как узнать, нужна ли мне оптика LX, LR, ER или BiDi?

Обозначения отражают различные стандарты IEEE или-поставщиков с разными рейтингами расстояния. LX (длинноволновая связь) обычно покрывает 1G на расстоянии до 10 км. LR (большая дальность действия) покрывает 10G на расстоянии до 10 км. ER (расширенная дальность действия) охватывает 10G на расстоянии до 40 км, обычно на длине волны 1550 морских миль. Оптика BiDi использует парные длины волн в одном волокне. Сопоставьте обозначение с требуемой скоростью передачи данных, расстоянием и количеством волокон.

Какие разъемы обычно используются с одномодовой оптикой 1310 нм?-

Большинство современных трансиверов SFP и SFP+ 1310 нм используютДуплексные разъемы LC. Старое оборудование может использоватьРазъемы SC. Для приложений с более высокой-плотностью (40G/100G)Разъемы MPO/MTPвстречаются все чаще. Всегда проверяйте характеристики интерфейса трансивера перед заказом патч-кордов.

Заключительный вывод

Длина волны 1310 нм — одна из наиболее широко распространенных длин волн в оптоволоконных сетях -, и на то есть веские причины. Он обеспечивает низкую хроматическую дисперсию в стандартном-волокне, обширную экосистему проверенных стандартов приемопередатчиков и выгодный профиль стоимости для коротких---каналов связи, которые составляют большинство кампусных, корпоративных и городских сетей доступа.

Но правильное решение о покупке никогда не зависит только от длины волны. Это происходит от соответствиятип волокна + расстояние соединения + стандарт трансивера + формат разъема + путь обновления. Если вы оцениваете реальное развертывание, начните с подтверждения установленной кабельной системы, рассчитайте бюджет потерь, а затем выберите конкретный трансивер, который соответствует вашим требованиям к оборудованию и расстоянию.

Источники и ссылки

• ITU-T G.652 (2024 г.) - Характеристики одномодового- оптического волокна и кабеля
• Волоконно-оптическая ассоциация - Типы оптических волокон
• Модули Cisco SFP для приложений Gigabit Ethernet - Техническое описание
• ViaLite Communications - Выбор длины волны для радиочастотного соединения по оптоволокну: 1310 нм или 1550 нм