Optik tolali aloqa dunyosida yorug'lik to'lqin uzunligini tanlash radiostansiyani sozlashga o'xshaydi - faqat to'g'ri "chastota" ni tanlash orqali signallar aniq va barqaror uzatilishi mumkin. Nima uchun ba'zi optik modullarning uzatish masofasi atigi 500 metrni tashkil qiladi, boshqalari esa yuzlab kilometrlarni qamrab olishi mumkin? Sir yorug'likning "rangida", ya'ni aniqrog'i, yorug'likning to'lqin uzunligida.
Zamonaviy optik aloqa tarmoqlarida turli to'lqin uzunliklariga ega optik modullar aniq turli rollarni o'ynaydi. Uchta asosiy to'lqin uzunliklari - 850 nm, 1310 nm va 1550 nm - optik aloqaning asosiy doirasini tashkil qiladi, ularning har biri uzatish masofasi, yo'qotish xususiyatlari va qo'llanilish stsenariylariga ixtisoslashgan.
Nima uchun bir nechta to'lqin uzunliklari kerak?
Optik modullarda to'lqin uzunligi xilma-xilligining asosiy sababi optik tolali uzatishdagi ikkita asosiy muammoda: yo'qotish va dispersiya. Optik signallar optik tolalarda uzatilganda, muhitning yutilishi, sochilishi va oqishi tufayli energiyaning pasayishi (yo'qolishi) sodir bo'ladi. Shu bilan birga, turli to'lqin uzunligi komponentlarining notekis tarqalish tezligi signal impulslarining kengayishiga (dispersiyasiga) olib keladi. Bu ko'p to'lqin uzunligi yechimlarining paydo bo'lishiga olib keldi:
850nm diapazon: asosan ko'p rejimli optik tolalarda ishlaydi, uzatish masofalari odatda bir necha yuz metrdan (masalan, ~ 550 metr) o'zgaradi va qisqa masofaga uzatish uchun asosiy kuch hisoblanadi (masalan, ma'lumotlar markazlari ichida).
1310nm diapazoni: standart bir rejimli tolalarda past dispersiya xususiyatlarini namoyish etadi, uzatish masofalari o'nlab kilometrgacha (masalan, ~ 60 kilometr), bu esa uni o'rta masofali uzatishning asosiy qismiga aylantiradi.
1550nm diapazon: Eng past susayish darajasi (taxminan 0,19 dB/km) bilan nazariy uzatish masofasi 150 kilometrdan oshishi mumkin, bu esa uni uzoq masofali va hatto ultra uzoq masofali uzatishning shohiga aylantiradi.
To'lqin uzunligi bo'linish multiplekslash (WDM) texnologiyasining yuksalishi optik tolalarning sig'imini sezilarli darajada oshirdi. Masalan, bitta tolali ikki tomonlama (BIDI) optik modullar uzatish va qabul qilish uchlarida turli to'lqin uzunliklaridan (masalan, 1310nm/1550nm kombinatsiyasi) foydalanib, bitta tolada ikki tomonlama aloqaga erishadi, bu esa tola resurslarini sezilarli darajada tejaydi. Keyinchalik rivojlangan zich to'lqin uzunligi bo'linish multiplekslash (DWDM) texnologiyasi ma'lum diapazonlarda (masalan, O-diapazon 1260-1360nm) juda tor to'lqin uzunligi oralig'iga (masalan, 100GHz) erishishi mumkin va bitta tola o'nlab yoki hatto yuzlab to'lqin uzunligi kanallarini qo'llab-quvvatlashi mumkin, bu umumiy uzatish sig'imini Tbps darajasiga oshiradi va optik tolaning salohiyatini to'liq ochib beradi.
Optik modullarning to'lqin uzunligini ilmiy jihatdan qanday tanlash mumkin?
To'lqin uzunligini tanlash quyidagi asosiy omillarni har tomonlama ko'rib chiqishni talab qiladi:
Uzatish masofasi:
- Qisqa masofa (≤ 2 km): afzalroq 850 nm (ko'p rejimli tola).
- O'rta masofa (10-40 km): 1310nm (bitta rejimli tola) uchun mos.
- Uzoq masofa (≥ 60 km): 1550 nm (bitta rejimli tola) tanlanishi yoki optik kuchaytirgich bilan birgalikda ishlatilishi kerak.
Sig'im talabi:
- An'anaviy biznes: Ruxsat etilgan to'lqin uzunligi modullari yetarli.
- Katta sig'imli, yuqori zichlikdagi uzatish: DWDM/CWDM texnologiyasi talab qilinadi. Masalan, O-diapazonida ishlaydigan 100G DWDM tizimi o'nlab yuqori zichlikdagi to'lqin uzunligi kanallarini qo'llab-quvvatlashi mumkin.
Xarajatlar bo'yicha mulohazalar:
- Ruxsat etilgan to'lqin uzunligi moduli: Dastlabki birlik narxi nisbatan past, ammo ehtiyot qismlarning bir nechta to'lqin uzunligi modellarini zaxiralash kerak.
- Sozlanishi mumkin bo'lgan to'lqin uzunligi moduli: Dastlabki investitsiya nisbatan yuqori, ammo dasturiy ta'minotni sozlash orqali u bir nechta to'lqin uzunliklarini qamrab olishi, ehtiyot qismlarni boshqarishni soddalashtirishi va uzoq muddatda foydalanish va texnik xizmat ko'rsatishning murakkabligi va xarajatlarini kamaytirishi mumkin.
Ilova ssenariysi:
- Ma'lumotlar markazi o'zaro aloqasi (DCI): Yuqori zichlikdagi, kam quvvatli DWDM yechimlari asosiy oqimdir.
- 5G fronthaul: Narx, kechikish va ishonchlilik uchun yuqori talablar bilan sanoat darajasida ishlab chiqilgan bitta tolali ikki tomonlama (BIDI) modullar keng tarqalgan tanlovdir.
- Korxona park tarmog'i: Masofa va o'tkazish qobiliyati talablariga qarab, kam quvvatli, o'rta va qisqa masofali CWDM yoki sobit to'lqin uzunligi modullari tanlanishi mumkin.
Xulosa: Texnologik evolyutsiya va kelajakdagi mulohazalar
Optik modul texnologiyasi tez sur'atlar bilan rivojlanishda davom etmoqda. To'lqin uzunligini tanlab o'zgartirgichlar (WSS) va kremniy ustidagi suyuq kristall (LCoS) kabi yangi qurilmalar yanada moslashuvchan optik tarmoq arxitekturalarini rivojlantirishga turtki bo'lmoqda. O-diapazon kabi muayyan diapazonlarga qaratilgan innovatsiyalar doimiy ravishda ishlashni optimallashtirib bormoqda, masalan, optik signal-shovqin nisbati (OSNR) chegarasini saqlab qolish bilan birga modul quvvat sarfini sezilarli darajada kamaytiradi.
Kelajakdagi tarmoq qurilishida muhandislar to'lqin uzunliklarini tanlashda nafaqat uzatish masofasini aniq hisoblashlari, balki energiya sarfini, haroratga moslashuvchanlikni, joylashtirish zichligini va butun hayot aylanishini ishlatish va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini har tomonlama baholashlari kerak. Ekstremal muhitlarda (masalan, -40 ℃ qattiq sovuq) o'nlab kilometrlar davomida barqaror ishlay oladigan yuqori ishonchlilikdagi optik modullar murakkab joylashtirish muhitlari (masalan, masofaviy bazaviy stansiyalar) uchun asosiy tayanchga aylanmoqda.
Nashr vaqti: 2025-yil 17-oktabr