Dalam dunia komunikasi gentian optik, pemilihan panjang gelombang cahaya adalah seperti penalaan frekuensi radio dan pemilihan saluran. Hanya dengan memilih "saluran" yang betul boleh isyarat dihantar dengan jelas dan stabil. Mengapakah sesetengah modul optik mempunyai jarak penghantaran hanya 500 meter, manakala yang lain boleh menjangkau ratusan kilometer? Misterinya terletak pada 'warna' pancaran cahaya itu – lebih tepat lagi, panjang gelombang cahaya itu.
Dalam rangkaian komunikasi optik moden, modul optik dengan panjang gelombang yang berbeza memainkan peranan yang sama sekali berbeza. Tiga panjang gelombang teras 850nm, 1310nm, dan 1550nm membentuk rangka kerja asas komunikasi optik, dengan pembahagian kerja yang jelas dari segi jarak penghantaran, ciri kehilangan dan senario aplikasi.
1.Mengapa kita memerlukan pelbagai panjang gelombang?
Punca kepelbagaian panjang gelombang dalam modul optik terletak pada dua cabaran utama dalam penghantaran gentian optik: kehilangan dan penyebaran. Apabila isyarat optik dihantar dalam gentian optik, pengecilan tenaga (kehilangan) berlaku disebabkan oleh penyerapan, penyerakan, dan kebocoran medium. Pada masa yang sama, kelajuan perambatan yang tidak sekata bagi komponen panjang gelombang yang berbeza menyebabkan peluasan nadi isyarat (dispersi). Ini telah menimbulkan penyelesaian berbilang panjang gelombang:
•Jalur 850nm:terutamanya beroperasi dalam gentian optik berbilang mod, dengan jarak penghantaran biasanya antara beberapa ratus meter (seperti ~ 550 meter), dan merupakan kuasa utama untuk penghantaran jarak dekat (seperti dalam pusat data).
•Jalur 1310nm:mempamerkan ciri serakan yang rendah dalam gentian mod tunggal standard, dengan jarak penghantaran sehingga berpuluh-puluh kilometer (seperti~60 kilometer), menjadikannya tulang belakang penghantaran jarak sederhana.
•Jalur 1550nm:Dengan kadar pengecilan terendah (kira-kira 0.19dB/km), jarak penghantaran teori boleh melebihi 150 kilometer, menjadikannya raja penghantaran jarak jauh dan juga jarak jauh ultra.
Peningkatan teknologi pemultipleksan pembahagian panjang gelombang (WDM) telah meningkatkan kapasiti gentian optik dengan banyak. Contohnya, modul optik dwiarah gentian tunggal (BIDI) mencapai komunikasi dwiarah pada gentian tunggal dengan menggunakan panjang gelombang yang berbeza (seperti gabungan 1310nm/1550nm) pada hujung penghantaran dan penerimaan, menjimatkan sumber gentian dengan ketara. Teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) yang lebih maju boleh mencapai jarak panjang gelombang yang sangat sempit (seperti 100GHz) dalam jalur tertentu (seperti O-band 1260-1360nm), dan satu gentian boleh menyokong berdozen atau bahkan ratusan saluran panjang gelombang, meningkatkan jumlah kapasiti penghantaran ke tahap Tbps dan potensi unleashing gentian sepenuhnya.
2. Bagaimana untuk memilih panjang gelombang modul optik secara saintifik?
Pemilihan panjang gelombang memerlukan pertimbangan menyeluruh terhadap faktor utama berikut:
Jarak penghantaran:
Jarak pendek (≤ 2km): sebaiknya 850nm (gentian pelbagai mod).
Jarak sederhana (10-40km): sesuai untuk 1310nm (gentian mod tunggal).
Jarak jauh (≥ 60km): 1550nm (gentian mod tunggal) mesti dipilih, atau digunakan dalam kombinasi dengan penguat optik.
Keperluan kapasiti:
Perniagaan konvensional: Modul panjang gelombang tetap adalah mencukupi.
Kapasiti besar, penghantaran berketumpatan tinggi: Teknologi DWDM/CWDM diperlukan. Sebagai contoh, sistem 100G DWDM yang beroperasi dalam jalur-O boleh menyokong berpuluh-puluh saluran panjang gelombang berketumpatan tinggi.
Pertimbangan kos:
Modul panjang gelombang tetap: Harga unit awal agak rendah, tetapi model berbilang panjang gelombang alat ganti perlu diisi.
Modul panjang gelombang boleh tala: Pelaburan awal agak tinggi, tetapi melalui penalaan perisian, ia boleh merangkumi pelbagai panjang gelombang, memudahkan pengurusan alat ganti, dan dalam jangka panjang, mengurangkan kerumitan operasi dan penyelenggaraan serta kos.
Senario aplikasi:
Sambungan Pusat Data (DCI): Penyelesaian DWDM berketumpatan tinggi dan berkuasa rendah adalah arus perdana.
5G fronthaul: Dengan keperluan yang tinggi untuk kos, kependaman dan kebolehpercayaan, modul dwiarah gentian tunggal (BIDI) reka bentuk gred industri adalah pilihan biasa.
Rangkaian taman perusahaan: Bergantung pada keperluan jarak dan lebar jalur, modul CWDM atau panjang gelombang tetap kuasa rendah, sederhana hingga pendek boleh dipilih.
3. Kesimpulan: Evolusi Teknologi dan Pertimbangan Masa Depan
Teknologi modul optik terus bergerak dengan pantas. Peranti baharu seperti suis terpilih panjang gelombang (WSS) dan kristal cecair pada silikon (LCoS) memacu pembangunan seni bina rangkaian optik yang lebih fleksibel. Inovasi yang menyasarkan jalur tertentu, seperti jalur O, sentiasa mengoptimumkan prestasi, seperti mengurangkan penggunaan kuasa modul dengan ketara sambil mengekalkan margin nisbah isyarat kepada hingar optik (OSNR) yang mencukupi.
Dalam pembinaan rangkaian masa hadapan, jurutera bukan sahaja perlu mengira jarak penghantaran dengan tepat apabila memilih panjang gelombang, tetapi juga menilai secara menyeluruh penggunaan kuasa, kebolehsuaian suhu, ketumpatan penggunaan dan kos operasi dan penyelenggaraan kitaran hayat penuh. Modul optik kebolehpercayaan tinggi yang boleh beroperasi secara stabil selama berpuluh-puluh kilometer dalam persekitaran yang melampau (seperti -40 ℃ sejuk teruk) menjadi sokongan utama untuk persekitaran penggunaan yang kompleks (seperti stesen pangkalan jauh).
Masa siaran: Sep-18-2025