Талшықты-оптикалық байланыс әлемінде жарық толқын ұзындығын таңдау радиожиілік реттеу және арна таңдау сияқты. Тек дұрыс «арнаны» таңдау арқылы сигнал анық және тұрақты түрде берілуі мүмкін. Неліктен кейбір оптикалық модульдердің жіберу қашықтығы бар болғаны 500 метр болса, басқалары жүздеген километрден аса алады? Жұмбақ осы жарық шоғының «түсінде» жатыр, дәлірек айтқанда, жарық толқынының ұзындығы.
Қазіргі заманғы оптикалық байланыс желілерінде әртүрлі толқын ұзындығының оптикалық модульдері мүлдем басқа рөлдерді атқарады. Үш негізгі толқын ұзындығы 850нм, 1310нм және 1550нм оптикалық байланыстың іргелі негізін құрайды, беру қашықтығы, жоғалту сипаттамалары және қолдану сценарийлері бойынша нақты еңбек бөлінісі бар.
1. Неліктен бізге бірнеше толқын ұзындығы қажет?
Оптикалық модульдердегі толқын ұзындығының әртүрлілігінің негізгі себебі оптикалық талшықты берудегі екі негізгі мәселеде жатыр: жоғалту және дисперсия. Оптикалық сигналдар оптикалық талшықтарда жіберілген кезде ортаның жұтылуы, шашырауы және ағып кетуіне байланысты энергияның әлсіреуі (жоғалуы) орын алады. Сонымен қатар толқын ұзындығының әртүрлі компоненттерінің біркелкі таралу жылдамдығы сигнал импульсінің кеңеюін (дисперсиялық) тудырады. Бұл көп толқын ұзындығы шешімдерін тудырды:
•850нм диапазон:негізінен бірнеше жүз метрден (мысалы, ~ 550 метр) таралу қашықтығы бар мультимодалы оптикалық талшықтарда жұмыс істейді және қысқа қашықтыққа таратудың негізгі күші болып табылады (мысалы, деректер орталықтарында).
•1310нм диапазон:стандартты бір режимді талшықтардағы төмен дисперсиялық сипаттамаларды көрсетеді, жіберу қашықтығы ондаған километрге дейін (мысалы, ~ 60 километр), бұл оны орташа қашықтыққа таратудың негізіне айналдырады.
•1550нм диапазон:Ең төменгі әлсіреу жылдамдығымен (шамамен 0,19дБ/км) теориялық беріліс қашықтығы 150 километрден асуы мүмкін, бұл оны алыс қашықтыққа және тіпті өте алыс қашықтыққа таратудың патшасы етеді.
Толқын ұзындығын бөлу мультиплексирлеу (WDM) технологиясының өсуі оптикалық талшықтардың сыйымдылығын айтарлықтай арттырды. Мысалы, бір талшықты екі бағытты (BIDI) оптикалық модульдер тарату және қабылдау ұштарында әртүрлі толқын ұзындығын (мысалы, 1310 нм/1550 нм тіркесімі) пайдалану арқылы бір талшықта екі жақты байланысқа қол жеткізе отырып, талшық ресурстарын айтарлықтай үнемдейді. Неғұрлым жетілдірілген тығыз толқын ұзындығын бөлу мультиплексирлеу (DWDM) технологиясы белгілі бір жолақтарда (мысалы, O-диапазоны 1260-1360 нм) өте тар толқын ұзындығы аралығына (мысалы, 100 ГГц) қол жеткізе алады және бір талшық толқын ұзындығының ондаған немесе тіпті жүздеген арналарын қолдай алады, жалпы өткізу қабілетін жоғарылатады және талшықтың әлеуетін оптималды деңгейге дейін арттырады.
2.Оптикалық модульдердің толқын ұзындығын ғылыми түрде қалай таңдауға болады?
Толқын ұзындығын таңдау келесі негізгі факторларды жан-жақты қарастыруды талап етеді:
Тасымалдау қашықтығы:
Қысқа қашықтық (≤ 2км): жақсырақ 850 нм (көп модальды талшық).
Орташа қашықтық (10-40км): 1310нм (бір режимді талшық) үшін қолайлы.
Ұзақ қашықтық (≥ 60 км): 1550 нм (бір режимді талшық) таңдалуы немесе оптикалық күшейткішпен бірге қолданылуы керек.
Сыйымдылыққа қойылатын талаптар:
Кәдімгі бизнес: Тұрақты толқын ұзындығы модульдері жеткілікті.
Үлкен сыйымдылық, жоғары тығыздықты беру: DWDM/CWDM технологиясы қажет. Мысалы, O-диапазонында жұмыс істейтін 100G DWDM жүйесі жоғары тығыздықтағы толқын ұзындығының ондаған арналарына қолдау көрсете алады.
Шығындарды қарастыру:
Тұрақты толқын ұзындығы модулі: Бірліктің бастапқы бағасы салыстырмалы түрде төмен, бірақ қосалқы бөлшектердің бірнеше толқын ұзындығы үлгілері жинақталуы керек.
Реттеуге болатын толқын ұзындығы модулі: Бастапқы инвестиция салыстырмалы түрде жоғары, бірақ бағдарламалық құралды баптау арқылы ол бірнеше толқын ұзындығын қамти алады, қосалқы бөлшектерді басқаруды жеңілдетеді және ұзақ мерзімді перспективада пайдалану және техникалық қызмет көрсетудің күрделілігі мен шығындарын азайтады.
Қолдану сценарийі:
Data Center Interconnection (DCI): Жоғары тығыздықты, төмен қуатты DWDM шешімдері негізгі болып табылады.
5G fronthaul: Құнға, кідіріске және сенімділікке жоғары талаптары бар өнеркәсіптік деңгейдегі жобаланған бір талшықты қос бағытты (BIDI) модульдер жалпы таңдау болып табылады.
Кәсіпорындық парк желісі: Қашықтық пен өткізу қабілеттілігіне қойылатын талаптарға байланысты төмен қуатты, орташа және қысқа қашықтыққа CWDM немесе тіркелген толқын ұзындығы модульдерін таңдауға болады.
3.Қорытынды: Технологиялық эволюция және болашақтағы ойлар
Оптикалық модуль технологиясы жылдам қайталануын жалғастыруда. Толқын ұзындығының селективті қосқыштары (WSS) және кремнийдегі сұйық кристалл (LCoS) сияқты жаңа құрылғылар икемді оптикалық желі архитектураларының дамуына түрткі болуда. O-диапазоны сияқты белгілі бір жолақтарды бағыттайтын инновациялар жеткілікті оптикалық сигнал-шуыл қатынасы (OSNR) маржасын сақтай отырып, модуль қуатын тұтынуды айтарлықтай азайту сияқты өнімділікті үнемі оңтайландырады.
Болашақ желі құрылысында инженерлер толқын ұзындығын таңдаған кезде тасымалдау қашықтығын дәл есептеп қана қоймай, сонымен қатар қуат тұтынуды, температураға бейімделуді, орналастыру тығыздығын және толық өмірлік циклдің жұмысы мен техникалық қызмет көрсету шығындарын жан-жақты бағалауы керек. Төтенше ортада (мысалы, -40 ℃ қатты суық) ондаған километрге тұрақты жұмыс істей алатын сенімділігі жоғары оптикалық модульдер күрделі орналастыру орталары (қашықтағы базалық станциялар сияқты) үшін негізгі қолдауға айналуда.
Жіберу уақыты: 18 қыркүйек 2025 ж