광섬유 모듈의 전송 거리를 추정하는 방법

광 모듈은 전송 거리가 서로 다르며, 광섬유 트랜시버를 선택할 때 데이터 속도와 같은 다른 사양과 함께 고려해야 하는 기능입니다. 고속 네트워크 시대에 광섬유 전송 기술의 지속적인 발전으로 인해 더 많은 거리가 필요합니다. 광 네트워크 통신. 일부 사용자는 실제로 광학 모듈의 전송 거리 측정에 대해 모호할 수 있습니다. 당신이 그들 중 하나라면 지금 이 기사의 방법을 찾으십시오!

 

1. 작동 파장  

광 모듈의 작동 파장과 광섬유 모드를 확인하는 것은 광 트랜시버가 도달할 수 있는 시간을 추정하는 일반적인 방법 중 하나입니다. 광학 모듈이 작동하는 경우 파장에서 850nm(880nm) 또는 910nm(940nm) 근처에서 모듈은 다중 모드입니다. 섬유(MMF) 광 라디오 송수신기, 작동 파장이 1310nm 또는 1550nm이면 단일 모드입니다. 섬유(SMF)광 모듈. 일반적으로 최대 전송 거리는(일반적으로 ~ 이상 500 m) 다중 모드 지원 섬유 광 모듈은 훨씬 짧은 싱글모드보다 섬유 광학 모듈.

 

2. 광섬유 케이블 유형

작동 파장과는 별개로 다중 모드 광섬유의 유형은 전송 거리에 차이를 만드는 또 다른 요소입니다. 예를 들어, 다중 모드 광섬유의 최단 링크 길이 케이블 등 OM3, OM4, 그리고 OM5 40G 기준으로 2m(100G와 동일)이며 가장 긴 것은 240m, 350 분 와 440m 각기. 하는 동안 OM3, OM4, 그리고 OM5 그 일을 수행하다 100G, 최대 전송 거리는 OM75 및 OM5 광섬유 케이블' 최적화된 모드 분산 및 증가된 대역폭 거리 제품. 

 

단일 모드 광섬유 모듈의 경우 데이터 속도가 10G 미만인 경우 신호 손실로 인해 지원 전송 최대 거리가 이론적으로 1550 파장만큼 길지 않습니다. 데이터 속도가 10G 이상이면 분산이 제한되어 1310 파장의 광 송수신기가 더 긴 전송 거리를 지원할 수 있습니다.

 

그러나 EML이나 DML과 같은 레이저도 전송 거리에 영향을 미치기 때문에 위의 모든 요소가 차이를 만들 수는 없습니다. DML에서 레이저 처핑이 발생하는 경향이 있습니다. 레이저 처핑은 강도 변조 펄스에 대한 상당한 분산 효과로 이어질 수 있으며, 이는 전송을 제한합니다. 속도가 25Gbps/s에 도달하면 20km 단일 모드 광섬유 케이블의 C 대역 전송 분산이 비교적 큽니다.

 

3. 준수 프로토콜 및 표준

광 모듈의 작동 파장을 확인하는 것 외에도 프로토콜 및 표준은 신호 전송 거리를 측정하는 다른 방법입니다. 아래 그림은 일련의 다른 10G SFP + 광섬유 모듈s.

◮ 다양한 종류의 10G SFP + 광섬유 트랜시버

SR 및 LR과 같은 문자는 무엇을 의미합니까? 의미와 링크 길이 간의 관계를 이해할 수 있습니다. 답변을 받은 후. SR = 짧은 리치, LR= 긴 리치, LRM = 긴 리치 멀티모드, ER = 확장된 도달범위, ZR = (Z) 최고의 도달범위. 여기에 덧붙여 IEEE, 다음과 같은 조직에서 발행한 다른 사양 및 표준이 있습니다. MSA 및 OI바. 다음 사항을 확인하십시오. 광섬유 거리 자세한 내용은 차트를 참조하십시오. 

◮광 트랜시버 QSFP28 100G LR4의 레이블

광 트랜시버 라벨에서 가장 중요한 것은 다음과 같은 정보입니다. QSFP28-100G-LR4, 즉 명명법은 무엇입니까? 가져 가다 QSFP28-100G-LR4 예를 들어 "QSFP28"는 모듈의 폼 팩터를 나타내며 가장 일반적인 폼 팩터는 다음과 같습니다. SFP, CFP 및 QSFP; 중간 부분 "100G"는 섬유 광학 10G, 100G 및 400G와 같은 모듈의 기본 데이터 전송 속도; "LR"은 지원되는 PMD(Physical Medium Dependent) 표준을 나타냅니다. 숫자 "4"는 광 모듈에 XNUMX개의 신호 채널이 있음을 나타냅니다.

모든 광 트랜시버에서 지원하는 링크 길이가 레이블에 나와 있지는 않습니다. 위의 표를 확인하면 응용 프로그램 및 전송 거리에 대한 지식을 쉽게 얻을 수 있습니다.

 

4. 수신기 감도

전송 거리를 측정하는 방법에 대해 자세히 알아보기 전에 기본 정보가 필요합니다. 의 이해 환승 광출력. XNUMXD덴탈의 환승 광출력은 간주 빛의 강도(W, MW 또는 dBm)( W 또는 mW는 선형 단위이고 dBm은 로그 단위입니다.), 일반적으로 광 파워 미터로 측정됩니다. dBm 가장 많이 사용하는 단위는 광출력을 나타내다. 방정식 다음과 같이 표현할 수 있습니다. 

P(dBm)=10로그(P/1mW) 

광 전력 감쇠ING 할로fmW는 3dB 감소하는 것과 같습니다. 0dBm의 광 전력은 1mW에 해당합니다.. PON 시리즈 제품의 광 파워는 버스트 모드 ONU 끝으로 인해 전용 광 파워 미터로 측정해야 합니다. 이 경우 광 파워 미터는 다음이 필요합니다. 잇다ed 시리즈로 순간을 얻기 위해 회로 내에서 업링크 및 다운링크 광 전력 결과.

 

 

 

◮ 광 파워 미터s

광 통신 시스템은 BER 값을 사용하여 특정 전송 링크 애플리케이션에 대한 성능 요구 사항을 지정합니다. 광 송수신기의 수신기 감도를 정의하는 것은 실제로 광검출기에 입사하는 dBm 단위의 광 전력 예산을 측정하는 것입니다. 이것은 전송 링크 길이의 주요 요인이 아닌 분산 및 처핑에 대한 낮은 데이터 속도의 광 모듈 시스템에서 매우 유용한 방법입니다. 측정 방법은 다음과 같습니다.

P 예산 = 최소 Pt – 최소 Pr

전이를 위한 최소 전력과 광검출기에 최소 감도가 있는 이유는 무엇입니까? 광학 모듈의 성능은 종종 생산 전반에 걸쳐 서로 일치하지 않으며 수명 주기 동안 변화합니다. 따라서 평균 전력을 계산할 때 최악의 성능을 고려해야 합니다. 이것은 권위의 승인을 추구하는 학문적 연구와 다릅니다. 제품은 사용성으로 측정됩니다 및 일반적인 적용 가능성.

 

전력 예산에 따라 최대 지원 전송 거리는 1310nm 및 1550nm 대역의 광섬유 손실로 측정할 수 있습니다. 일반적으로 O 대역과 C 대역의 평균 손실은 각각 0.35dBm과 0.25dBm으로 측정된다. 예를 들어, SMF 광 모듈의 작동 파장이 1310nm인 경우; 전송 전력은 -4~0dBm이고 수신기 감도는 -22dBm입니다. 따라서 위의 계산 방법에 따라 ER 표준에 해당하는 약 50km의 전송 거리를 지원합니다. 

 

그러나 이 방법은 시스템 마진, 광섬유 커넥터, 손실 및 광섬유 커넥터의 분산과 같은 요소를 고려하지 않습니다. 따라서 이 계산된 결과는 이론상 최대 거리일 뿐 실제 결과는 그보다 약간 작습니다.

 

5. 필수 OSNR

전송 범위가 긴 광섬유 트랜시버의 경우 OSNR(Optical Signal-to-Noise Ratio)은 수신기 감도 외에 또 다른 중요한 지표입니다. 위에서 언급한 근거리 광 송수신기의 경우 광섬유 전송 링크에 OA(광 증폭기)가 없기 때문에 광 전력은 모듈 시스템 성능을 테스트하는 주요 지표입니다. 다중 스팬 네트워크를 통해 신호가 전송되면 OA를 통해 링크 시스템의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 광 신호 전력만으로 전송 거리를 측정하는 것은 정확하지 않으며 광 링크의 신호 대 잡음 전력도 고려해야 합니다. 다음 그림은 일반적인 WDM 전송 시스템과 장거리 광 링크를 보여줍니다.

◮일반적인 WDM 광섬유 링크 및 통신 시스템

송신기 끝과 수신기 끝 모두에 부스터 증폭기와 전치 증폭기가 있습니다. 광섬유의 각 스팬에서 발생하는 손실을 복구하는 인라인 증폭기. 예를 들어 단일 파장 링크의 입력 전력이 Pin dB이고 평균 손실이 Aspan dB인 광섬유 스팬이 N개 있고 길이가 Lspan km인 경우 최소 OSNR은 Penalty dB 링크 전송 길이만큼 ReOSNR dB입니다. 시스템이 BER이 없는지 테스트한 후. 이 경우 필요한 시스템 마진은 예산 dB입니다.

각 EDFA는 동일한 OSNR,ieNFdB를 가지므로 수신단에서 단일 파장 신호의 OSNR은 대략 다음 식으로 정의할 수 있습니다.

OSNRest = 핀 + 58 -NF -10log10(N)-Aspan

광섬유 시스템의 요구 사항에 따라 다음 조건이 제공되지 않으면 최대 전송 거리를 달성할 수 없습니다.

OSNRest≥ReOSNR+페널티+예산

위의 2가지 식을 결합하면 최대 전송 거리는 다음과 같이 나타낼 수 있도록 가장 큰 스팬 수를 계산할 수 있습니다.

Lmax = N*리판

일반적으로 100G 코히어런트 시스템의 핀은 약 1dBm이다. 실제로 EDFA 광 링크의 경우 NF는 Lsapn = 5 또는 7km일 때 80~100dB입니다.

일반적인 단일 모드 광섬유의 평균 스팬은 22dB(100km)이고 전력 예산은 5dB입니다. 현재 상용 등급 100G 광 트랜시버에 필요한 일반적인 OSNR은 11dBm 이내에 도달할 수 있으며 2000km 이상의 전송 거리를 쉽게 달성할 수 있습니다.

 

송신기 끝에 부스터 증폭기가 있고 수신기 끝에 프리앰프가 있는 경우 계산된 최대 범위 수는 -1이어야 합니다. 이 경우 최대 전송 링크 길이를 올바르게 측정할 수 있습니다. 실제로 광섬유 전송 시스템에 내재된 많은 신호 손상으로 인해 링크 성능이 저하될 수 있습니다.

 

광섬유 전송 시스템 내부의 패널티에는 링크 필터의 패널티, 광섬유 링크에서 높은 광 출력 레벨이 있을 때 발생하는 비선형 효과 및 광 모듈 작동으로 인한 패널티가 포함됩니다. 또한 전력 페널티는 링크의 동적 입력(일반적으로 급격한 SOP 변화와 같은 환경 온도, 진동 및 압력 변화에 영향을 받는 Polarization Dependent)에 의해 트리거되는 신호 손상과 번인 구성 요소.

 

적절한 시스템 마진의 전체적인 추정은 쉽지 않지만, 향후 고효율 광섬유 통신 링크 시스템을 위해서는 필수적이다. 예를 들어 대부분의 업그레이드된 성능으로 비선형 효과 개선을 통한 DSP의 업그레이드된 성능은 0.5dB이며, 너무 대류 시스템 마진에 의해 상쇄 될 가능성이 높습니다.

모든 기술이 시도되면 시스템 OSNR 마진을 합리적으로 설정하는 방법에 주의를 기울여야 하며 이를 통해 일부 용량이나 거리가 향상될 수 있습니다.

결론

위의 분석에 따르면 광 전송 거리는 작동 파장, 광섬유 모드, 호환 등 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 프로토콜 및 표준, 수신기 감도 및 필수 OSNR. An 광섬유 트랜시버의 전송 거리는 쉽게 당신이 취할 때 측정 또는 추정 이러한 요인 계정에.