Scaipeadh Snáithín Optúil: Cineálacha, Cúiseanna & Cathain a Deisigh é

Is éard atá i gceist le scaipeadh snáithíní optúla ná bíog solais a leathnú agus é ag taisteal trí shnáithín. Nuair a scaipeann bíoga ró-fhada, forluíonn siad ag an nglacadóir, rud a fhágann go bhfuil earráidí giotán ann a chuireann teorainn le bandaleithead agus sroicheann araon. I nasc mód singil 10 Gbps a ritheann 80 km ag 1550 nm, mar shampla, is féidir le scaipeadh crómatach carntha dul thar 1,300 ps/nm - chun léaráid na súl a dhúnadh go hiomlán mura ndéantar é a bhainistiú.

Maidir le hinnealtóirí líonra agus dearthóirí córais, is annamh a bhíonn an cheist phraiticiúil "Cad é scaipeadh?" ach "Cén cineál scaipthe atá ceannasach i mo nasc, agus éilíonn sé cúiteamh?" Freagraíonn an treoir seo an cheist sin trí shiúil trí na príomh-mheicníochtaí scaipthe, na cúiseanna atá leo, agus na modhanna cúitimh atá ar fáil inniu - ó mhodúil oidhreachta DCF go DSP comhleanúnach nua-aimseartha.
 

Cad é Scaipeadh Snáithín Optúil?

Ciallaíonn scaipeadh nach bhfanann cuisle gearr optúil gearr mar a iomadaíonn sé trí shnáithín. Scaipeann sé in am. Dá mhéad a leathnaíonn sé, is amhlaidh is deacra a bhíonn sé don ghlacadóir idirdhealú a dhéanamh idir giotán amháin agus an chéad cheann eile. De réir anITU{0}}T G.652 caighdeánach, sonraítear comhéifeacht scaipthe crómataigh de shnáithín aonmhóid chaighdeánaigh thart ar 17 ps/(nm·km) in aice le 1550 nm - paraiméadar a rialaíonn go díreach cé chomh tapa agus a leathnaíonn bíoga thar achar.

Ní éifeacht aonair é an scaipeadh. Bíonn tionchar ag meicníochtaí éagsúla ar chineálacha éagsúla snáithíní agus ar ailtireachtaí córais. Isnáithín multimode, is mó atá scaipthe módúil. Isnáithín-mód aonair, scaipeadh crómatach agus scaipeadh mód polaraithe na príomhábhair imní. Is é tuiscint a fháil ar an meicníocht a bhaineann le do chineál snáithíní an chéad chéim i dtreo an chinnidh cheart maidir le dearadh.

Cad is Cúiseanna Scaipeadh Snáithín Optúil?

Eascraíonn scaipeadh as airíonna fisiceacha an tsnáithín agus an fhoinse solais. Tá cúis ar leith ag gach cineál scaipthe:

Scaipeadh módúilis cúis leis go bhfuil cosáin iomadaithe iolracha (modhanna) i snáithín ilmhóid. Taistealaíonn modhanna ordaithe níos airde bealaí níos éifeachtaí ná modhanna ordaithe níos ísle, mar sin tagann siad chuig an nglacadóir ag amanna éagsúla. Is é an toradh ná leathnú cuisle a théann in olcas le fad. Sin é an fáth go bhfuil teorainneacha rochtana dúchasacha ag snáithín ilmhóid - snáithín OM3 a thacaíonn le 10GBASE-Rátáiltear SR, mar shampla, go díreach 300 méadar.

Scaipeadh crómatachis cúis leis an tonnfhad -innéacs athraonta cleithiúnach gloine. Toisc nach n-astaíonn aon léasair tonnfhad foirfe amháin, taistealaíonn comhpháirteanna éagsúla speictreach ag treoluasanna beagán difriúil. Tá dhá fho-chomhpháirt ag scaipeadh crómatach: scaipeadh ábhair (ón ngloine féin) agus scaipeadh tonntreoraithe (ó chroíchéim-cumhdaithe an tsnáithín). Cinneann a n-éifeacht chomhcheangailte an scaipeadh crómatach iomlán ag aon tonnfhad ar leith. Tá tonnfhad scaipthe nialasach ag snáithín caighdeánach G.652 gar do 1310 nm, agus is é sin an fáth a n-oibríonn córais oidhreachta ann go minic. Ag 1550 nm - an fhuinneog is fearr le haghaidh tarraingt fada agusTarchur DWDMde bharr tanúcháin níos ísle - carnann scaipeadh crómatach go suntasach agus ní mór é a bhainistiú in aon nasc thar cúpla deich gciliméadar ag 10 Gbps nó níos airde.

Scaipeadh mód polaraithe (PMD)neamhshiméadrachtaí sa chroí snáithíní. I snáithín idéalach, bheadh ​​dhá stát polaraithe orthogonal ag taisteal ar an luas céanna. Go praiticiúil, tugann neamhfhoirfeachtaí déantúsaíochta, strus meicniúil, agus éagsúlachtaí teochta isteach birefringence a fhágann go dtiocfaidh staid polaraithe amháin beagán chun tosaigh ar an gceann eile. Is éifeacht staitistiúil é PMD - athraíonn sé le himeacht ama agus feadh an tsnáithín - rud a fhágann go bhfuil sé níos deacra cúiteamh a dhéanamh le heilimintí optúla fosaithe. De ghnáth bíonn sé ina ábhar imní dearaidh i naisc oidhreachta 10G agus 40G a sháraíonn 200-300 km, nó i gcórais a athúsáidtear gléasra snáithíní níos sine le comhéifeachtaí PMD níos airde (os cionn 0.5 ps/√km).

Na Trí Phríomhchineál Scaipeadh Snáithín Optúil

Scaipeadh Módúil

Is é scaipthe módúil an teorannóir bandaleithead ceannasach i snáithín ilmhód. Tarlaíonn sé toisc go dtacaíonn snáithín multimode leis na céadta nó fiú na mílte modhanna iomadaithe, gach ceann acu ag leanúint cosán beagán difriúil tríd an gcroílár. Laghdaíonn snáithín ilmhóid innéacs grádaithe (OM1 trí OM5) scaipeadh módúil tríd an bpróifíl innéacs athraonta a athrú trasna an chroíláir, ag stiúradh modhanna ordaithe níos airde ionas go dtiocfaidh siad níos gaire in am do mhodhanna ordaithe a ísliú. Mar sin féin, leagann bandaleithead modhúil éifeachtach an tsnáithín uasteorainn chrua ar an ráta giotán × táirge achar. Tá cnámh droma campas a ritheann 10G thar OM3 ag 300 m ag feidhmiú gar don uasteorainn sin; de ghnáth teastaíonn athrú chuig snáithín aonmhóid seachas cúititheoir scaipthe chun brú a chur air.

Scaipeadh Crómatach

Is éard atá i scaipeadh crómatach an príomh-lagú a ndearnadh innealtóireacht air i gcórais singil-móid-fhada-agus córais DWDM. Braitheann a mhéid ar thrí fhachtóir: comhéifeacht scaipeadh an tsnáithín, leithead speictreach na foinse, agus an t-achar nasc. Maidir le snáithín caighdeánach G.652 ag 1550 nm, tá an scaipeadh carntha os cionn 100 km thart ar 1,700 ps/nm. Ag 10 Gbps (modhnú NRZ), tá an lamháltas scaipthe thart ar 1,000 ps/nm, rud a chiallaíonn go bhfuil nasc neamhchúitithe ag 1550 nm teoranta do thart ar 60 km ag an ráta sin.

Is fiú a thabhairt faoi deara nuance amháin: is féidir le méid measartha scaipthe crómatach leas a bhaint as córais DWDM. Mar a thuairiscítear i bpáipéar bán Corning ardearadh snáithíní do líonraí DWDM, laghdaíonn scaipeadh iarmharach éifeachtúlacht chomhoiriúnaithe céime de cheithre -mheascadh tonnta (FWM) - éifeacht neamhlíneach a dhíghrádaíonn cainéil a bhfuil spásáil eatarthu go dlúth. Sin é an fáth gur forbraíodh snáithíní neamh-aistrithe (G.655 agus G.656): coinníonn siad scaipeadh beag ach neamh-nialas ag 1550 nm chun FWM a chosc agus an scaiptheacht iomlán a choinneáil inbhainistithe.

Scaipeadh Mód Polarúcháin (PMD)

De ghnáth is ábhar imní don dara hordú é PMD i gcomparáid le scaipeadh crómatach, ach éiríonn sé suntasach i gcásanna sonracha. Tá córais oidhreachta ráta ard-ghiotán (40 Gbps agus níos mó) níos íogaire do PMD toisc go bhfágann tréimhsí giotáin níos giorra níos lú corrlaigh do mhoill ghrúpa difreálach (DGD). Naisc a ritheann thar shnáithín níos sine le comhéifeachtaí PMD os cionn 0.5 ps/√km - coitianta i gcáblaí a suiteáladh roimh lár na 1990idí - d'fhéadfadh teorainneacha PMD a bheith acu roimh theorainneacha scaipthe crómataigh. Sna cásanna seo, déantar tomhas agus tréithriú PMD mar chuid den phróiseas glactha naisc. Comhleanúnach nua-aimsearthatrasfhreagróirícúiteamh PMD a láimhseáil san DSP, rud a laghdaigh PMD go suntasach mar bhacainn imlonnaithe aonair i bhfoirgnimh nua.

Cén Cineál Scaipthe atá i do Nasc?

Braitheann an freagra ar do chineál snáithín, achar, ráta sonraí, agus ailtireacht an chórais. Seo creat cinnidh phraiticiúil:

Céim 1: Sainaithin an cineál snáithín.Má tá tú ag obair le snáithín ilmhóid (OM1-OM5), is é an scaipeadh módúil an príomhábhar imní atá agat. Is beag an scaipeadh crómatach agus PMD ag faid ilmhóid tipiciúla. Má tá tú ag obair le-snáithín aonmhóid (OS1 nó OS2), bogadh go céim 2.

Céim 2: Smaoinigh ar an tonnfhad.Ag 1310 nm, tá scaipeadh crómatach i snáithín G.652 gar do nialas, mar sin is annamh a bhíonn gá le cúiteamh fiú ag achair mheasartha. Ag 1550 nm, carnann an scaipeadh ag thart ar 17 ps/(nm·km), agus tá gá le pleanáil cúitimh le haghaidh naisc níos faide.

Céim 3: Déan an ráta sonraí a mheas.Tá lamháltais scaipthe níos déine ag rátaí giotán níos airde. Glacann comhartha NRZ 10G thart ar 1,000 ps/nm; ní fhulaingt comhartha 40G NRZ ach thart ar 60 ps/nm. Úsáideann córais 100G/400G comhleanúnacha modhnú ardleibhéil agus DSP a leathnaíonn go mór lamháltas scaipthe.

Céim 4: Seiceáil ailtireacht an chórais.In aon phointe chun nasc díreach a aimsiú, seans go mbeidh cúiteamh scaipthe seachtrach ag teastáil uait. I gcóras comhleanúnach nua-aimseartha DWDM, is gnách go láimhseálann an trasfhreagróir DSP scaipeadh crómatach agus PMD go digiteach, rud a chuireann deireadh leis an ngá atá le modúil cúitimh neamhspleácha go minic.

Cathain a bhfuil Cúiteamh Scaipthe ag Teastáil uait?

Ní gá céim cúitimh ar leith a bheith ag gach nasc. Mar shampla, carnann nasc mód singil 10G a ritheann 20 km ag 1310 nm, mar shampla, scaipeadh diomaibhseach crómatach agus níl aon chúiteamh ag teastáil uaidh. Ach bíonn gá le cúiteamh nuair a thagann roinnt coinníollacha le chéile:

Feidhmíonn an nasc ag 1550 nm thar achair nuair a sháraíonn an scaipeadh crómatach carntha lamháltas an ghlacadóra. Is é an ráta sonraí ná 10 Gbps nó níos airde le snáthoptaice braite díreach. Is líonra iompair DWDM é an córas le daingeanbuiséad cumhachta optúlaagus ceanglais lagaithe. Nó tá a fhios ag an ngléasra snáithíní go bhfuil PMD ag eisiúint - cáblaí níos sine, aerbhealaí faoi réir luchtú gaoithe, nó suiteálacha ardstrus.

An riail phraiticiúil: má tá tú ag déanamh pleanála naisc bhuiséid agus lagaithe cheana féin, déan measúnú ar scaipeadh sa chéim chéanna sin. Tá sé i bhfad níos fusa dul i ngleic leis le linn an dearaidh ná fabhtcheartú a dhéanamh ar earráidí eatramhacha tar éis imscartha.

Modhanna Cúitimh Scaipthe Comparáide

Tá trí phríomhchur chuige ann chun scaipeadh i naisc snáithíní a bhainistiú. Oireann gach ceann acu do chomhthéacs córais difriúil.

Snáithín Cúitimh Scaipthe (DCF)

Is snáithín atá saindeartha é DCF a bhfuil comhéifeacht mór scaipthe diúltach aige (go hiondúil −80 go −100 ps/(nm·km) ag 1550 nm). Cuirtear fad ríofa DCF isteach sa nasc - de ghnáth ag suíomhanna amplifier - chun an scaipeadh crómatach dearfach atá carntha sa snáithín tarchurtha a fhritháireamh. Is é DCF an modh cúitimh caighdeánach i gcórais tarraingthe fada agus oidhreachta 10G le breis is fiche bliain. Is iad na príomh-mhíbhuntáistí a bhaineann leis ná caillteanas ionsáite (a éilíonn aimpliú breise), latency méadaithe, agus éifeachtaí neamhlíneacha breise mar gheall ar limistéar beag éifeachtach DCF.

Grátáil Bragg Snáithín (FBG)

Úsáideann cúititheoirí scaipthe atá bunaithe ar FBG struchtúr comhéifeachta athraonta tréimhsiúil atá scríofa i gcuid ghearr de shnáithín. Cruthaíonn an ghríl tonnfhad-moilleanna machnaimh cleithiúnacha a aisiompaíonn an scaipeadh a charntar le linn tarchuir. Tá modúil FBG níos dlúithe ná spóil DCF agus tugtar isteach níos lú latency. Tá siad ar fáil i leaganacha scaipthe seasta agus intiúnta. Tá FBGanna intiúntha an-úsáideach i líonraí DWDM in-athchumraithe ina bhféadfadh an léarscáil scaipthe athrú de réir mar a chuirtear cainéil leis nó de réir mar a athródaítear iad.

Próiseáil Comhartha Leictreonach agus Digiteach (DSP)

Cúitíonn córais optúla chomhleanúnacha nua-aimseartha scaipeadh digiteach sa ghlacadóir DSP. Gabhann an glacadóir comhleanúnach araon aimplitiúid agus céim den réimse optúil, a sholáthraíonn dóthain faisnéise don DSP chun scaipeadh crómatach agus PMD a aisiompú go ríomhaireachtúil. Mar atá doiciméadaithe ag anIEEE 802.3Déanann grúpaí oibre agus feidhmiúcháin tionscail, trasfhreagróirí comhleanúnacha 100G, 400G, agus 800G cúiteamh de ghnáth ar na mílte ps/nm de scaipeadh crómatach sa DSP - rud a chuireann deireadh leis an ngá atá le modúil inlíne DCF nó FBG go hiomlán. D'athraigh an t-aistriú seo go bunúsach dearadh líonra tarchuir fhada: fágtar crua-earraí cúitimh scaipthe aonair ar lár d'imscaradh DWDM níos nuaí de ghnáth.

DCF vs FBG vs DSP

Conas an Straitéis Cúitimh Ceart a Roghnú

Oidhreacht 10G nó Córais DWDM Innealtóireachta

I líonraí a tógadh timpeall 10G díreach-braith nó luatháin DWDM, is minic go mbíonn cúiteamh fearainn optúil le DCF nó FBG mar chuid de dhearadh an chórais líne cheana féin. Braitheann na córais seo ar léarscáileanna scaipthe cúramacha - seichimh phleanáilte de dheighleoga scaipthe dearfacha agus diúltacha - chun an scaipeadh carntha a choinneáil laistigh de lamháltas glacadóra ag gach réise aimplitheoir. Má tá líonra dá leithéid á chothabháil nó á leathnú agat, oibrigh laistigh den léarscáil scaipthe reatha seachas an cur chuige cúitimh a athdhearadh. Is iad modúil DCF athsholáthair nó cúititheoirí FBG intunáilte na huirlisí caighdeánacha anseo.

Córais Optúla Comhleanúnacha Nua-Aimseartha

Má úsáideann an nasc trasfhreagróirí comhleanúnach (100G, 400G, nó níos faide), láimhseálann DSP scaipeadh crómatach agus cúiteamh PMD go hinmheánach. Aistríonn an comhrá dearadh ó "Cén modúl DCM atá de dhíth orm?" go "Cad é an scaipeadh carntha iomlán, agus an bhfuil sé laistigh de raon DSP an trasfhreagróra?" Glacann formhór na dtrasfhreagróirí comhleanúnacha nua-aimseartha go maith os cionn 50,000 ps/nm de scaipeadh crómatach - atá comhionann le níos mó ná 3,000 km de snáithín G.652 ag 1550 nm. Sna córais seo, cuireann modúil aonair DCF nó FBG caillteanas agus castacht gan ghá. Is céim choiteann agus dea-dhoiciméadaithe i nuachóiriú líonra tharchuir fhada é DCF oidhreachta a bhaint nuair a dhéantar uasghrádú go comhleanúnach.

Nascanna Ilmhóid Gearra-Reach

Maidir le naisc ilmhód i dtimpeallachtaí an champais nó na lárionad sonraí, tá táirgí cúitimh scaipthe crómataigh neamhábhartha. Tá an teorannú bandaleithead modúlach, ní chromatic. Má theipeann ar nasc multimode ceanglais feidhmíochta a chomhlíonadh, is iad na chéad rudaí atá le seiceáil ná grád snáithín (OM3 vs OM4 vs OM5), fad an naisc i gcoibhneas le caighdeán an iarratais, cáilíocht an chónascaire, aguscomhoiriúnacht transceiver. Is í an chonair phraiticiúil - gan cúititheoir scaipthe a chur leis í uasghrádú go snáithín ilmhóid de ghrád níos airde nó athrú go -snáithín mód singil agus snáthoptaice.

Botúin agus Míthuiscintí Coitianta

Ag glacadh leis go bhfuil gach scaipeadh díobhálach.I gcórais DWDM, cuireann méid rialaithe de scaipeadh crómatach ceithre -mheascadh tonnta agus pionóis neamhlíneacha eile faoi chois. Dearadh snáithíní neamh-aistrithe (G.655) go sonrach chun an scaipeadh iarmharach tairbheach seo a choinneáil ag 1550 nm.

Ag glacadh leis go bhfuil gá le cúiteamh do gach nasc.Feidhmíonn nasc 10G ag 1310 nm os cionn 40 km de snáithín G.652 go maith laistigh de chaoinfhulaingt scaipeadh crómatach. Ní bhíonn cúiteamh ar bith ag teastáil ó go leor naisc fiontair agus meitreo - láimhseálann na snáthoptaice agus na snáithíní go bunúsach é.

Ag glacadh leis nach bhfuil aon scaipeadh ag snáithín aonmhóid.Cuireann snáithín aonmhóid deireadh le scaipeadh módúil, ach fanann an scaipthe crómatach agus PMD. Ag 1550 nm, tá an scaipeadh crómatach i snáithín G.652 substaintiúil agus ní mór cuntas a thabhairt air in aon dearadh sroichte fada.

Modh cúitimh a roghnú sula n-aithnítear an lagú ceannasach.Ní thugann DCF aghaidh ach ar scaipeadh crómatach. Tugann FBG aghaidh ar scaipeadh crómatach amháin. Tugann DSP i gcórais chomhleanúnach aghaidh ar scaipeadh crómatach agus PMD araon. Nuair a roghnaítear an modh sula dtuigtear cén lagú is ceannasach, cuirtear amú iarracht agus buiséad.

Ceisteanna Coitianta

An bhfuil scaipthe-snáithín mód amháin?

Tá. Cuireann snáithín aonmhóid deireadh le scaipeadh módúil toisc nach dtacaíonn sé ach le modh iomadaithe amháin, ach taispeánann sé scaipthe crómatach agus scaipeadh mód polaraithe fós. Tá scaipeadh crómatach i ngnáthshnáithín aonmhóid G.652 G.652 thart ar 17 ps/(nm·km) ag 1550 nm agus gar do nialas ag 1310 nm.

Cad é an difríocht idir scaipeadh módúil agus crómatach?

Tarlaíonn scaipeadh módúil mar gheall ar ilchosáin solais (modhanna) a thagann ag amanna éagsúla i snáithín ilmhóid. Is é is cúis le scaipeadh crómatach ná tonnfhaid éagsúla ag taisteal ar luasanna éagsúla in aon chineál snáithíní, cé gur ábhar imní é go príomha i gcórais aonmhóid. Bíonn tionchar ag scaipeadh módúil ar shnáithín multimode amháin; bíonn tionchar ag scaipeadh crómatach ar shnáithín ilmhóid agus mód singil, ach déantar é a innealtóireacht go príomha i naisc rochtana singil mód fada.

Cathain a bhíonn gá le cúiteamh scaipthe?

Bíonn gá le cúiteamh de ghnáth nuair a sháraíonn nasc mód amháin- ag 1550 nm lamháltas scaipthe crómataigh an ghlacadóra - mar shampla, thart ar 60 km ag 10 Gbps le modhnú NRZ ar snáithín G.652. I gcórais chomhleanúnacha (100G agus níos airde), cúitíonn an trasfhreagróir DSP an scaipeadh go hinmheánach, mar sin de ghnáth ní bhíonn gá le modúil chúitimh neamhspleácha.

An féidir le optaic chomhleanúnach deireadh a chur leis an ngá atá le DCF?

I bhformhór na gcásanna, tá. Déanann trasfhreagróirí comhleanúnacha nua-aimseartha an scaipeadh crómatach agus PMD a chúiteamh go digiteach, le lamháltas CD tipiciúil níos mó ná 50,000 ps/nm. Baineann go leor oibreoirí DCF oidhreachta amach go gníomhach agus iad ag uasghrádú go hardáin chomhleanúnacha, toisc go gcuireann an DCF caillteanas ionsáite leis gan sochar a sholáthar nach féidir leis an RCS a láimhseáil.

Cad is cúis le scaipeadh snáithíní optúla?

Braitheann na bunchúiseanna ar an gcineál. Is éard is cúis le scaipeadh módúil ná cosáin iomadaithe iomadúla i snáithín ilmhód. Tarlaíonn scaipeadh crómatach mar gheall ar spleáchas tonnfhad an innéacs athraonta gloine agus an struchtúr tonnthreorach snáithín. Neamhshiméadrachtaí agus strus sa chroí snáithín is cúis le PMD a chruthaíonn treoluasanna éagsúla don dá stát polaraithe solais.

Do Nasc Snáithín á Pleanáil

Is píosa amháin de bhfreagra dearadh nasc níos mó é an scaipeadh a thuiscint a chuimsíonn maolú, caillteanas cónascaire, agus buiséadú cumhachta optúla. Má tá líonra snáithíneach á dhearadh nó á uasghrádú agat - cibé acu is cnámh droma campas gearr nó bealach iompair tarchuir fhada-, cuir tús leis an gcineál snáithín, an tonnfhad oibriúcháin agus an ráta sonraí a shainaithint. Cinneann na trí pharaiméadar sin cé acu meicníocht scaipthe atá tábhachtach agus an bhfuil gá le cúiteamh.

Chun cabhair a fháil chun na comhpháirteanna bonneagair snáithíní cearta - a roghnú lena n-áirítearcordaí paiste snáithíní, nascóirí, agus cóimeálacha cábla a oireann do do riachtanais naisc - iniúchadhRéitigh snáthoptaice Diminódéan teagmháil lenár bhfoireann innealtóireachtale haghaidh-treoir ar leith don tionscadal.