Как оценить дальность передачи оптоволоконных модулей

Оптические модули отличаются друг от друга дальностью передачи, и эту особенность следует принимать во внимание в дополнение к другие характеристики, такие как скорость передачи данных при выборе волокно оптические трансиверы. В эпоху высокоскоростных сетей непрерывный прогресс технологии передачи по оптоволокну требует увеличения расстояния до что собой представляет оптический сеть связи. Некоторые пользователи могут быть двойственное о измерение of an оптический модуль 's расстояние передачи в практика. Если вы один из них, узнайте о методах в этой статье прямо сейчас!

 

1. Рабочая длина волны  

Проверка рабочей длины волны и режима оптического волокна оптического модуля - один из распространенных способов оценить, как долго может работать оптический трансивер. Если оптический модуль работает на длине волны около 850 нм (880 нм) или 910 нм (940 нм), тогда модуль является многомодовым волокно (MMF) оптический приемопередатчик, а если рабочая длина волны 1310 нм или 1550 нм, это одномодовый волокно (SMF)оптический модуль. Как правило, максимальное расстояние передачи(в общем не более 500 m) поддерживается многорежимным волокно оптический модуль много короче чем у одномодового волокно оптический модуль.

 

  • 2. Тип волоконно-оптического кабеля

Помимо рабочей длины волны, еще одним фактором, влияющим на дальность передачи, является тип многомодового волокна. Например, самая короткая длина линии для многомодового волокна Кабели такой как OM3, OM4 и OM5 на базе 40G составляет 2 м (как у 100G), а самая длинная - 240m, 350m, и 440m соответственно. Пока OM3, OM4 и OM5 работа над 100G, их максимальные расстояния передачи увеличиваются до 75 м, 100 м и 150 м по отдельности благодаря OM4 и Волоконно-оптические кабели OM5'оптимизированная модальная дисперсия и произведение их увеличенной полосы пропускания и расстояния. 

 

                                                                 

 

Для одномодовых волоконно-оптических модулей, когда скорость передачи данных менее 10 Гбит / с, их поддержка передачи максимальный расстояние не такое большое, как теоретически на длине волны 1550 из-за потери сигнала. Если скорость передачи данных превышает 10 Гбит / с, дисперсия может быть ограничена, так что оптический приемопередатчик на длине волны 1310 может поддерживать большее расстояние передачи.

 

                                                                 

Однако все вышеперечисленные факторы не могут иметь значения просто потому, что такие лазеры, как EML or DML также влияют на дальность передачи. В DML часто бывает лазерное чириканье. Чирпирование лазера может привести к значительным эффектам дисперсии для импульсов с модуляцией интенсивности, что ограничивает обратную передачу. Когда скорость достигает 25 Гбит / с, разброс при передаче в диапазоне C 20 км одномодового оптоволоконного кабеля становится относительно большим.

 

3. Уступчивый протоколы & Стандарты

Помимо проверки рабочей длины волны оптических модулей, протокол и стандарт являются еще одним методом измерения расстояния передачи сигнала. На рисунке ниже показан ряд различных 10G SFP + волоконно-оптический модульs.

Оптические модули 10G SFP + SR, 10G SEP + LRM, 10G SFP + LR, 10G SFP + ER, 10G SFP + ZR

 Различные типы 10G SFP + Волоконно-оптический трансивер

 

Что означают такие буквы, как SR и LR? Вы можете понять взаимосвязь между их значениями и длиной их ссылок. после получения ответа. SR = малый радиус действия, LR = большой радиус действия, LRM = многомодовый режим большой дальности, ER = увеличенный вылет, ZR = (Z) наилучший вылет, В добавок к IEEE, существуют другие спецификации и стандарты, выпущенные такими организациями, как MSA,OIF. Пожалуйста, проверьте следующее оптоволоконное расстояние диаграммы для получения дополнительной информации. 

                    

Стандарт PMD

Типичное расстояние передачи

объяснение

KR

десятки метров

соединение с объединительной платой

CR

в нескольких метрах

бронзовый подшипник

SR

сотни метры

в основном многорежимный

РДД

220m

многомодовый режим с большим радиусом действия

DR

500m

Параллельный одиночный режим (PSM)

FR

2km

100 Гб CWDM4

LR

10km

Длинное достигать одиночный режим

ER

40km

Продлитьed длинной достигать

ZR

80km

более расширенный большой радиус действия

ZR +

500km

ZR Продление (Z) лучший охват VS 400G ZR

                               
 Схема PMD и соответствующих им поддерживаемая передача достигать        

 

                                                                                 

 

Вы также можете найти соответствующую информацию, включая расстояние передачи, на этикетках, прикрепленных к задней части оптоволоконных трансиверов. См. Этикетку со спецификациями на оптическом модуле, как показано ниже.

 

 

 

Оптический трансивер Fiber Mall QSFP28 100G LR4

Этикетка на оптическом трансивере QSFP28 100G LR4

На этикетке оптического трансивера важнее всего такая информация, как КСФП28-100Г-ЛР4, т.е. какая у него номенклатура? Брать КСФП28-100Г-ЛР4 например, часть «QSFP28”Относится к форм-фактору модуля, и наиболее распространенные форм-факторы включают SFP, CFP,КСФП; средняя часть «100G» представляет волокно оптический базовая скорость передачи данных модуля, такая как 10G, 100G и 400G; «LR» означает поддерживаемый стандарт PMD (Physical Medium Dependent); цифра «4» означает, что оптический модуль имеет четыре сигнальных канала.

Не все поддерживаемые длины линий оптического трансивера будут указаны на этикетке. Изучив приведенную выше таблицу, вы все равно сможете легко узнать о ее применении и дальности передачи.

 

                                                        

  • 4. Чувствительность приемника
  •  

Прежде чем вы получите более подробную информацию о том, как измерить расстояние передачи, необходимо иметь базовый понимание Транзитный оптическая сила. Транзитный оптическая сила может быть рассматривать как интенсивность света в Вт, или МВт, или дБм( Вт или мВт - линейная единица, а дБм - логарифмическая единица.), которые обычно измеряются измерителями оптической мощности. дБм это наиболее часто используемая единица для представляют оптическую мощность, Уравнение может быть выражено как

 

P (дБм) = 10Log (P / 1 мВт)

 

Аттенюатор оптической мощностиИНГ Хэлf мВт равносильно уменьшению на 3 дБ. 0 дБм оптической мощности соответствует 1 мВтОптическая мощность продуктов серии PON должна измеряться эксклюзивным измерителем оптической мощности из-за того, что они находятся на конце ONU в пакетном режиме. В этом случае измерители оптической мощности необходимо соединятьсяed последовательно в цепях, чтобы получить мгновение оптическая мощность восходящего и нисходящего каналов результат.

 


 

 

◮ Измеритель оптической мощностиs

 

 

Системы оптической связи используют значение BER для определения требований к производительности для конкретного приложения линии передачи. Определение чувствительности приемника оптического приемопередатчика фактически заключается в измерении бюджета оптической мощности в дБм, падающего на фотодетектор. Это довольно полезный метод в системах оптических модулей с более низкой скоростью передачи данных, поскольку дисперсия и чирпирование не являются основными факторами, влияющими на длину линии передачи. Метод измерения следующий:

P budget = Min Pt - Min Pr

Почему у фотоприемника минимальная мощность на прохождение и минимальная чувствительность? Производительность оптических модулей часто не согласуется друг с другом на протяжении всего производства и меняется в течение жизненного цикла. Следовательно, при расчете средней мощности необходимо учитывать наихудшие характеристики. Это отличается от академических исследований, проводимых с одобрения властей; продукты оцениваются по удобству использования и общая применимость.

 

 

Исходя из бюджета мощности, максимальное поддерживаемое расстояние передачи можно измерить по потерям в оптическом волокне в диапазонах 1310 и 1550 нм. Как правило, средние потери в полосах O и C составляют 0.35 дБм и 0.25 дБм соответственно. Например, если рабочая длина волны оптического модуля SMF составляет 1310 нм; его пропускная способность составляет -4 ~ 0 дБм, а чувствительность приемника -22 дБм. Таким образом, он поддерживает расстояние передачи около 50 км, что соответствует стандарту ER согласно вышеуказанному методу расчета. 

 

Но этот метод не принимает во внимание такие факторы, как запас системы, оптоволоконный соединитель, потери и дисперсия оптоволоконного соединителя. Таким образом, этот расчетный результат является всего лишь теоретическим максимальным расстоянием, но его фактический результат немного меньше этого.

 

5. Требуемый OSNR

Для оптоволоконных трансиверов с большой дальностью передачи OSNR (отношение оптического сигнала к шуму) является еще одним важным показателем, помимо чувствительности приемника. Что касается оптических приемопередатчиков с малой дальностью действия, упомянутых выше, поскольку в оптоволоконном канале передачи нет OA (оптического усилителя), оптическая мощность является основным доминирующим показателем для проверки производительности системы модуля. Когда сигнал передается по многопролетной сети, мощность системы связи может быть увеличена за счет OA. Следовательно, неточно измерять расстояние передачи только по мощности оптического сигнала, и необходимо также учитывать отношение сигнал-шум оптических линий связи. На следующих рисунках показана типичная транзитная система WDM и оптический канал с большим расстоянием.


 

Типовая оптоволоконная система WDM и система связи


На стороне передатчика и на стороне приемника есть усилитель-усилитель и предварительный усилитель. Встроенный усилитель должен компенсировать потери на каждом участке оптического волокна. Например, если входная мощность в канале с одной длиной волны равна Pin дБ, имеется N участков оптического волокна со средними потерями Aspan дБ и длина Lspan км, минимальное OSNR составляет ReOSNR дБ пока с Штраф дБ передача по каналу после проверки системы на отсутствие BER. В этом случае требуемый запас системы составляет бюджетный дБ.

Каждый EDFA имеет один и тот же OSNR, т. Е.NF дБ так что OSNR одноволнового сигнала на стороне приемника может быть приблизительно определено следующим уравнением

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

В соответствии с требованиями волоконно-оптической системы максимальное расстояние передачи не может быть достигнуто, если не выполняется следующее условие:

OSNRest≥ReOSNR + Пени + Бюджет

В сочетании с двумя приведенными выше уравнениями можно рассчитать наибольшее число диапазона, чтобы максимальное расстояние передачи можно было выразить как

Lmax = N * липан

Как правило, вывод когерентной системы 100G составляет около 1 дБм. Для оптического канала EDFA на практике его NF составляет 5 ~ 7 дБ с Lsapn = 80 или 100 км;

в то время как средний пролет обычного одномодового волокна составляет 22 дБ (100 км), а его запас мощности составляет 5 дБ. В настоящее время типичный требуемый OSNR для оптического трансивера 100G коммерческого класса может достигать 11 дБм, а расстояние передачи более 2000 км может быть легко достигнуто.

 

Когда есть бустерный усилитель на стороне передатчика и предусилителя на стороне приемника рассчитанное максимальное количество пролетов должно быть минус 1. В этом случае максимальная длина линии передачи может быть правильно измерена. В действительности, ряд ухудшений сигнала, присущих системам передачи по оптоволокну, может ухудшить характеристики канала.

 

Штрафы в системе передачи по оптоволокну включают штраф фильтра канала, нелинейные эффекты, возникающие при высоком уровне оптической мощности в волоконном канале, штраф от работы оптического модуля. Кроме того, потери мощности возникают из-за ухудшения сигнала, вызванного динамическим входом канала (обычно это зависит от поляризации, на которое влияют изменения температуры окружающей среды, вибрации, давления, например, быстрое изменение SOP) и ухудшение характеристик, вызванное записать в компоненты.

 

Хотя общая оценка соответствующего запаса системы непроста, это важно для высокоэффективной волоконно-оптической системы связи в будущем. Так как большая часть улучшенной производительности, например, улучшенная производительность для DSP за счет устранения нелинейных эффектов составляет 0.5dB, вероятно, будет противодействовать слишком конвективный запас системы.

Когда все методы были опробованы, возможно, пришло время, чтобы люди обратили внимание на то, как разумно установить запас OSNR системы, с помощью которого можно увеличить некоторую пропускную способность или расстояния.

 

Заключение

Согласно приведенному выше анализу, на расстояние оптической передачи влияют различные факторы, включая рабочую длину волны, режим оптического волокна, соответствие требованиям. протоколы & стандарты, чувствительность приемника и требуемый OSNR. An расстояние передачи оптоволоконного трансивера будет легко измеряется или оценивается, когда вы берете эти факторы в учетную запись

 

Оставьте комментарий

Наверх