Bu dalga boyunun 1550 nanometre ile karşılaştırıldığında iletim mesafesi açısından avantajları ve dezavantajları nelerdir?
Tek modlu fiber optik iletişim ve fiber optik algılama alanlarında, 1310 nanometre (nm) ve 1550 nanometre (nm) en yaygın iki çalışma dalga boyudur. İletim mesafelerindeki avantaj ve dezavantajları esas olarak fiber kaybı (zayıflama) ve dispersion (darbe genişlemesi) olmak üzere iki fiziksel etkinin ortak kısıtlamalarıdır.
Bu iki dalga boyunun iletim mesafesi ve sistem tasarımı üzerindeki çok boyutlu akademik karşılaştırması aşağıdadır:
Bir: Zayıflama ve Kayıp (Sınırlı “Kayıp” İletim Mesafesini Belirler)
Optik sinyal fiber içinde iletilirken enerjisi mesafeyle üstel olarak azalır (birim: dB/km). Bu zayıflama, optik yükseltme yapılmadan sinyalin kat edebileceği maksimum fiziksel mesafeyi belirler.
- 1550 nm’nin Avantajı (En Düşük Kayıp Penceresi):
- Standart silika (kuvars) tek modlu fiberde, 1550 nm, fiberin üçüncü en düşük kayıp penceresinde yer alır ve tipik zayıflaması çok düşüktür, yaklaşık 0.18 dB/km ila 0.25 dB/km arasındadır.
- İletim Mesafesi Performansı: Çok düşük kayıp nedeniyle, tekrarlayıcı (Repeater) veya yükseltici olmadan, 1550 nm optik sinyalleri kolayca 80 km ila 120 km ve üzeri mesafeleri kat edebilir; bu da onu ultra uzun mesafeli omurga ağları ve denizaltı fiber optik kablolar için tercih edilen dalga boyu yapar.
- 1310 nm’nin Dezavantajı:
- 1310 nm, fiberin ikinci en düşük kayıp penceresinde yer alır ve tipik zayıflaması yaklaşık 0.32 dB/km ila 0.40 dB/km arasındadır.
- İletim Mesafesi Performansı: Rayleigh saçılması ve kızılötesi emiliminin birleşik etkileri nedeniyle, aynı iletim gücüyle, 1310 nm’nin fiber içindeki enerji zayıflaması 1550 nm’ye göre neredeyse iki kat daha hızlıdır. Bu nedenle, tekrarlayıcısız iletim mesafesi genellikle 40 km ile sınırlıdır (genellikle 10 km ila 40 km’lik şehir içi veya yerel alan ağları).
İki: Dispersion Özellikleri (Sınırlı “Dispersion” İletim Mesafesini ve Sistem Karmaşıklığını Belirler)
İletim mesafesi arttıkça, optik darbeler farklı frekans bileşenlerinin veya farklı modların grup hızındaki farklılıklar nedeniyle genişler (yani, dispersion), bu da komşu darbelerin üst üste binmesine (kodlar arası girişim) neden olur ve sistemin maksimum iletim bant genişliğini ve tekrarlayıcısız mesafesini sınırlar.
- 1310 nm’nin Avantajı (Sıfır Dispersion Dalga Boyu):
- Klasik OFSCN® G.652D Fiber Optik tek modlu fiber için sıfır dispersion dalga boyu tam olarak 1310 nm civarındadır (1300 nm ila 1324 nm arasında).
- İletim Mesafesi Performansı: Bu dalga boyunda iletim yaparken, optik darbeler neredeyse hiç dispersion genişlemesine uğramaz. Bu, onlarca kilometrelik orta-kısa mesafeli yüksek hızlı iletimde sistemin dispersion telafisi (DCM) gerektirmediği anlamına gelir; bu da sistem tasarımını büyük ölçüde basitleştirir ve optik modülün çip ve paketleme maliyetlerini düşürür.
- 1550 nm’nin Dezavantajı:
- En düşük zayıflamaya sahip olmasına rağmen, 1550 nm, standart tek modlu fiberde yaklaşık +17 ps/(nm·km) civarında büyük bir dispersion katsayısına sahiptir.
- İletim Mesafesi Performansı: Yüksek hızlı (örneğin 10 Gbps veya daha yüksek) uzun mesafeli iletimde, dispersion, sinyallerin onlarca kilometre sonra ciddi şekilde bozulmasına neden olur. Bu nedenle, 1550 nm sistemlerinin ultra uzun mesafeli iletimi, karmaşık dispersion-kaydırmalı fiberler (G.653), sıfır olmayan dispersion-kaydırmalı fiberler (G.655) veya alıcı tarafında/hat üzerinde dispersion telafisi modülleri (DCM) ve koherent dijital sinyal işleme (DSP) teknolojileri gerektirir; bu da sistem kurulumunun fiziksel zorluğunu ve ekipman maliyetini artırır.
Üç: Optik Yükseltici Uyumluluğu (Nihai Ağ Mesafesini Belirler)
Binlerce kilometreyi kapsayan ultra uzun mesafeli iletimler için, sinyalin hat üzerinde yükseltilmesi gerekir.
- 1550 nm’nin Mutlak Avantajı:
- 1550 nm, Erbiyum katkılı fiber yükselticinin (EDFA) kazanç ortamı dalga boyuyla mükemmel bir şekilde uyumludur. EDFA, son derece olgun, düşük gürültülü, yüksek kazançlı tamamen optik bir yükseltici olup, hat boyunca EDFA’ları ardışık bağlayarak 1550 nm sinyallerinin iletim mesafesini, karmaşık “optik-elektrik-optik” rejenerasyon tekrarlayıcılarına gerek kalmadan binlerce kilometreye kadar uzatabilir.
- 1310 nm’nin Dezavantajı:
- 1310 nm dalga boyu, EDFA gibi etkili ve düşük maliyetli ticari tamamen optik yükselticilerden yoksundur. Yarı iletken optik yükselticiler (SOA) veya Raman yükselticiler kullanılabilse de, SOA’nın büyük doğrusal olmayan etkiler, yüksek gürültü ve kazanç doygunluğu gibi dezavantajları vardır ve uzun mesafeli çok aşamalı ardışık yükseltme için zorluklar yaratır.
Özet ve Uygulama Senaryosu Karşılaştırması
| Özellik | 1310 nm Dalga Boyu | 1550 nm Dalga Boyu |
|---|---|---|
| Tipik Zayıflama | Yaklaşık 0.35 dB/km (Daha Yüksek) | Yaklaşık 0.20 dB/km (Çok Düşük) |
| Dispersion Özellikleri (G.652D) | Neredeyse sıfır dispersion (Dispersion ile sınırlı değil) | Yaklaşık 17 ps/(nm·km) (Dispersion ile ciddi şekilde sınırlı, telafi gerektirir) |
| Tekrarlayıcısız Maksimum Mesafe | Yaklaşık 40 km (Kayıpla sınırlı) | 100 km’ye kadar (Dispersion ile sınırlı, telafi ile daha da uzağa) |
| Optik Yükseltici Desteği | SOA / Pr-doped (Zorlu uzun mesafeli ardışık bağlama) | EDFA (Kolay tam optik yükseltme, binlerce km desteği) |
| Tipik Uygulama Alanları | Şehir içi ağlar, yerel alan ağları, eve fiber (FTTH), kısa mesafeli sensörler | Uzun mesafeli omurga ağları, denizaltı fiber optik kablolar, geniş alan dağıtımlı FBG algılama sistemleri |
DaCheng YongSheng (OFSCN®) İlgili Ürün Desteği
Gerçek fiber optik iletim ve yüksek hassasiyetli algılama uygulamalarında, aşırı endüstriyel veya bilimsel ortamlarda (örneğin yüksek sıcaklık, derin soğuk) fiziksel özelliklerin kararlılığını korumak için yüksek kaliteli, standartlaştırılmış fiber optik alt katmanlar gereklidir.
DaCheng YongSheng, standart G.652D üzerine kurulu yüksek sıcaklığa dayanıklı tek modlu fiberler sunarak 1310 nm ve 1550 nm çift dalga boylu iletim gereksinimlerini mükemmel şekilde karşılar:
-
OFSCN® G.652D Fiber Optik: Standart tek modlu fiber, 1310 nm sıfır dispersion ve 1550 nm düşük kayıp çift pencere işletim yeteneği sunar.
-
OFSCN® 300℃ SM Poliimid Fiber Optik: Standart G.652D boş çubuk üzerine kurulu tek modlu poliimid yüksek sıcaklığa dayanıklı fiber optik, -200℃ ila 350℃ arasındaki limit sıcaklık ortamlarında mükemmel 1310 nm/1550 nm iletim ve algılama fiziksel özelliklerini koruyabilir.
