850 nm vs 1310 nm vs 1550 nm: como escolher o comprimento de onda óptico correto

A escolha do comprimento de onda certo se resume a três questões: Qual a distância que seu sinal precisa percorrer? Que fibra já está no solo? E você precisa de espaço para escalar com DWDM posteriormente?

Para a maioria das implantações corporativas, 850 nm é a opção de menor-custo para links multimodo curtos, 1310 nm é a opção de modo único-padrão para muitos links de campus e metropolitanos, e 1550 nm se torna mais relevante quando as distâncias aumentam, os orçamentos dos links diminuem ou o DWDM é planejado. Se errar, você estará pagando demais por um alcance desnecessário ou solucionando problemas de um link que não permanece ativo.

 

 

Por que esses três comprimentos de onda?

A fibra de vidro de sílica não transmite todos os comprimentos de onda igualmente. As bandas de 850 nm, 1310 nm e 1550 nm ficam em janelas de transmissão-de baixa perda, onde a atenuação do sinal cai para níveis práticos. Cada um surgiu em um estágio diferente da tecnologia óptica: 850nm veio primeiro com VCSELs -econômicos, 1310nm foi seguido quando dispersão cromática quase{9}}zero foi descoberta neste ponto na fibra-de modo único padrão, e 1550nm se tornou dominante em redes de longa distância-depois que os amplificadores ópticos amadureceram para aumentar os sinais sem conversão elétrica.

 

 

Qual é a verdadeira diferença?

A compensação fundamental é custo versus alcance.

850 nmpares com fibra multimodo e lasers VCSEL. A atenuação é de cerca de 2,5 dB/km - de altura em comparação com comprimentos de onda-de modo único, mas é irrelevante quando seus links ficam abaixo de 400 metros. Os VCSELs são fabricados em grandes volumes, tornando os módulos de 850 nm a opção mais barata por uma ampla margem. A limitação da distância vem da dispersão modal: a fibra multimodo suporta múltiplos caminhos de luz que chegam ao receptor em momentos ligeiramente diferentes. A 10 Gbps em fibra OM4, você obtém cerca de 400 metros; em velocidades mais altas, essa distância diminui.

 

1310 nmopera em fibra-monomodo com núcleo de 9 µm. A atenuação cai para aproximadamente 0,35 dB/km por ITU-T G.652, e a dispersão cromática quase desaparece neste comprimento de onda. Essa combinação torna o 1310nm-adequado para uma ampla variedade de aplicações de-modo único, desde interconexões de edifícios em sub-quilômetros até links de acesso metropolitano de 40 km.

 

1550 nmatinge a menor atenuação de fibra em aproximadamente 0,20 dB/km. Essa vantagem de 0,15 dB/km em relação aos compostos de 1310 nm na distância - em 100 km, você economiza 15 dB no orçamento do link. Mais importante ainda, 1550 nm suporta amplificação óptica através de EDFAs e fica no centro da banda C-usada paraSistemas DWDM. Para links-amplificados ou orientados a DWDM-de longa distância, 1550 nm geralmente é a escolha prática.

 

A compensação em 1550 nm é a dispersão cromática - de aproximadamente 17 ps/nm·km em fibra padrão. A 100 Gbps em 80+ km, normalmente você precisa de compensação, seja por meio de fibra de{6}compensação de dispersão ou processamento de sinal digital em transceptores coerentes. ModernoConectáveis ​​coerentes 400G QSFP-DDlidar com a dispersão digitalmente.

 

 

Correspondência de comprimentos de onda a tipos de módulos

Uma fonte recorrente de confusão na seleção de módulos é como os comprimentos de onda são mapeados para as designações SR/LR/ER/DWDM nos pedidos de compra.

• SR (curto alcance)os módulos operam a 850 nm em fibra multimodo. Eles cobrem rack-a{3}}rack e constroem-links internos onde as distâncias ficam abaixo de algumas centenas de metros. Na óptica Ethernet convencional, SR normalmente significa multimodo de 850 nm.
• LR (longo alcance)os módulos normalmente usam 1310 nm em fibra-monomodo para alcance de 10 km. Algumas variantes 100G e 400G LR4 usam comprimentos de onda CWDM em torno de 1310nm multiplexados dentro do módulo.
• ER (alcance estendido)os módulos operam a 1550 nm para alcance de 40 km. A maior potência de transmissão e a menor atenuação da fibra neste comprimento de onda permitem a distância estendida.
• Módulos DWDMuse comprimentos de onda precisos na banda C-(1530–1565nm) com espaçamento de canal tão pequeno quanto 0,8nm. Eles exigem ordenação específica-de comprimento de onda e normalmente envolvemequipamento mux/demuxpara combinar e separar canais.

 

 

Erros comuns de seleção

Três problemas relacionados-ao comprimento de onda surgem repetidamente:

• Mistura de modo-multimodo e único.Um transceptor de 850 nm conectado a uma fibra-de modo único (núcleo de 9 µm) sofre perda excessiva de acoplamento e não formará um link funcional. O tipo de fibra determina em grande parte o comprimento de onda e a família de módulos que você deve usar - raramente há uma solução alternativa prática além do re-cabeamento.
• Erros de emparelhamento de comprimento de onda BiDi.Os módulos bidirecionais usam dois comprimentos de onda diferentes em um único fio de fibra. Eles devem ser implantados como pares combinados: se uma extremidade transmite 1270 nm e recebe 1330 nm, a outra extremidade deve transmitir 1330 nm e receber 1270 nm. Instalar dois módulos com o mesmo comprimento de onda TX em ambas as extremidades significa que ambos os lados transmitem no mesmo comprimento de onda sem nenhum receptor sintonizado para ouvi-lo.
• Especificando demais o alcance.Módulos-de longo alcance têm maior potência de transmissão que pode sobrecarregar o receptor em links curtos. Se sua distância real for de 500 metros, não instale ópticas ER classificadas para 40 km - você pode precisar de atenuadores para evitar a saturação do receptor, aumentando custos e outro ponto de falha potencial. Combine o módulo com seus requisitos reais de distância.

 

 

Seleção de comprimento de onda por distância

Distância	Comprimento de onda	Tipo de fibra	Caso de uso típico
Abaixo de 100m	850 nm	Multimodo OM3/OM4	Intra-rack, conexões TOR
100–400m	850 nm	Multimodo OM4	Intra-edifício, salas de data center
500m–2km	1310 nm	Modo único-OS2	Campus, construção de interconexão
2–10 km	1310 nm	Modo único-OS2	Acesso metropolitano, WAN empresarial
10–40 km	1310 nm ou 1550 nm	Modo único-OS2	Metro core (1550 nm adiciona margem)
40–80 km	1550 nm	Modo único-OS2	Metro DCI, espinha dorsal regional
80km+	1550 nm	Modo único-OS2	Longo-curso (amplificação ou DSP coerente)

A nomenclatura exata do módulo (DR, FR, LR4, ER4, ZR, etc.) depende do grau de velocidade e da família padrão. Em taxas de dados mais altas, os módulos podem usar designações diferentes das de 10G.

 

 

Quando escolher cada comprimento de onda

Escolha 850 nm quando:

• Todos os links ficam abaixo de 400 metros
• Fibra multimodo (OM3/OM4) já instalada
• O custo por porto é mais importante do que a flexibilidade futura
• Você está construindo conexões-no topo-do rack dentro de um data center
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Escolha 1310 nm quando:

• Os links ficam na faixa de sub{0}}quilômetro a 40 km
• Fibra-de modo único está disponível
• Você deseja simplicidade de implantação sem compensação de dispersão
• O orçamento é importante, mas você precisa de mais alcance do que o multimodo oferece
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Escolha 1550 nm quando:

• Links ultrapassam 40 km
• Você precisa de amplificação óptica (compatibilidade com EDFA)
• A expansão da capacidade DWDM está planejada
• Você está construindo DCI metropolitano ou infraestrutura de backbone de{0}}longa distância
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Para organizações que planejam o crescimento da capacidade por meio deMultiplexação por divisão de comprimento de onda CWDM, tanto 1310 nm quanto 1550 nm ficam dentro de janelas CWDM utilizáveis. A implantação da infraestrutura-de modo único desde o início mantém a porta aberta para a expansão do WDM.

 

 

Considerações sobre infraestrutura de fibra

A fibra existente geralmente determina a escolha do comprimento de onda mais do que os requisitos de distância.

Edifícios multimodo.Se os seus edifícios tiverem multimodo OM1 ou OM2 de uma instalação mais antiga, você estará limitado a 850 nm com distância reduzida em comparação com OM3/OM4. Quando essas execuções precisarem de extensão, você terá uma escolha: extrair um novo modo-único ou trabalhar dentro das restrições.

Flexibilidade de modo-único.Depois de instalada, a fibra-de modo único suporta 1310nm e 1550nm - e futuras atualizações de velocidade (40G, 100G, 400G) trocando apenas omódulos transceptores. A diferença de custo do cabo de fibra é marginal; os transceptores podem ser trocados; a fibra é permanente. Para muitas instalações novas, o modo-único é a escolha mais segura-de longo prazo porque deixa mais espaço para alcance futuro e atualizações de velocidade.

 

 

Vincular princípios básicos de orçamento

A distância nominal em uma folha de dados do transceptor pressupõe condições ideais: conectores limpos, dentro da-especificação da fibra, pontos de emenda mínimos. Instalações reais devem levar em conta a atenuação da fibra (0,35 dB/km a 1310nm, 0,20 dB/km a 1550nm), perda do conector (0,3–0,5 dB por par acoplado), pontos de emenda e uma margem de segurança de 2–3 dB para envelhecimento e variação ambiental.

A limpeza do conector é mais importante do que a maioria das pessoas imagina. Uma partícula de poeira com apenas alguns mícrons de diâmetro pode causar erros intermitentes que são difíceis de diagnosticar. Sempre inspecione os conectores antes da inserção - conectores contaminados são uma causa comum de falhas no link óptico que inicialmente parecem ser problemas de módulo.

 

 

Referência de padrões

Todos os três comprimentos de onda são regidos por padrões internacionais, garantindo a interoperabilidade entre-fornecedores:

• IEEE 802.3define interfaces ópticas Ethernet: 10GBASE-SR (850nm), 10GBASE-LR (1310nm), 10GBASE-ER (1550nm)
• UIT-T G.652especifica características de fibra-monomodo para cálculos de orçamento de link de 1310 nm e 1550 nm
• UIT-T G.694.1padroniza a grade de canais DWDM usada em sistemas de banda C-de 1550nm

Ao especificarmódulos transceptores ópticos, sempre verifique se ambas as extremidades do link usam comprimentos de onda correspondentes. Um transmissor de 1310 nm emparelhado com um receptor de 850 nm não formará um link funcional-compatível com os padrões -, a sensibilidade do receptor não se estende por essa lacuna de comprimento de onda. A única exceção deliberada são os módulos BiDi, que devem ser implantados como pares de comprimentos de onda TX/RX correspondentes.

 

 

Perguntas frequentes