फ़ाइबर ऑप्टिकल ट्रांसमिशन विंडोज़ और फ़ाइबर बैंडविड्थ गाइड

सिलिका ग्लास प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर समान रूप से पारदर्शी नहीं होता है। क्षीणन और रंगीन फैलाव निकट अवरक्त स्पेक्ट्रम में भिन्न होता है, और तरंग दैर्ध्य रेंज जहां हानि व्यावहारिक न्यूनतम तक पहुंचती है, ऑप्टिकल ट्रांसमिशन विंडो कहलाती है।

इसके पीछे की भौतिकी अच्छी तरह समझी जा सकती है। रेले का प्रकीर्णन 1/λ⁴ के रूप में कम हो जाता है, जिसका अर्थ है कि लंबी तरंग दैर्ध्य कम प्रकीर्णित होती है। दूसरी ओर, इन्फ्रारेड आणविक अवशोषण, लगभग 1600 एनएम से अधिक तेजी से चढ़ता है। क्षीणन न्यूनतम वहां बैठता है जहां ये दोनों तंत्र 1550 एनएम के करीब - को पार करते हैं। वह क्रॉसिंग पॉइंट ही कारण है कि C-बैंड वर्णक्रमीय स्थिति में रहता है। अलग से, 1383 एनएम के करीब एक अवशिष्ट OH⁻ आयन अवशोषण शिखर ने ऐतिहासिक रूप से स्पेक्ट्रम में एक मृत क्षेत्र बनाया, यही कारण है कि O-बैंड और S-बैंड सन्निहित नहीं हैं।

सात आईटीयू-टी मानकीकृत बैंड

इनमें से चार वाणिज्यिक यातायात का बड़ा हिस्सा ले जाते हैं: 850 एनएम, ओ {{1} बैंड, सी {{2} बैंड, और एल - बैंड। शेष तीन संकीर्ण भूमिका निभाते हैं।

सी-बैंड (1530-1565 एनएम)

C-बैंड आधुनिक ऑप्टिकल नेटवर्किंग की रीढ़ है। यह सिलिका क्षीणन वक्र के निचले भाग पर बैठता है, लगभग 0.19-0.20 डीबी/किमी, और इसकी लाभ विंडो एर्बियम -डोप्ड फाइबर एम्पलीफायरों के साथ संरेखित होती है। यह संरेखण भौतिकी का एक संयोग है - सिलिका ग्लास में एरबियम आयनों का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम न्यूनतम फाइबर हानि - के साथ ओवरलैप होता है लेकिन संपूर्ण लंबी दूरी का परिवहन उद्योग इस पर निर्भर करता है।

विशिष्ट तैनाती में DWDM लंबी दूरी की {{0} दूरी और अल्ट्रा {{1} लंबी दूरी - दूरी की रीढ़ की हड्डी नेटवर्क, पनडुब्बी केबल सिस्टम, 100G/200G/400G/800G सुसंगत परिवहन, और डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट 80+ किमी की दूरी पर शामिल हैं। C-बैंड DWDM में एक एकल फाइबर जोड़ी प्रति सेकंड दसियों टेराबिट्स में 100G या उससे अधिक - कुल क्षमता पर 40-96 चैनल ले जा सकती है।

कई C-बैंड मार्गों पर वर्णक्रमीय दक्षता अब शैनन सीमा के करीब पहुंच रही है क्योंकि सुसंगत DSP 800G और 1.6T प्रति तरंग दैर्ध्य की ओर बढ़ रहा है। जब गणित आपके पक्ष में काम करना बंद कर देता है, तो व्यावहारिक प्रतिक्रिया प्रत्येक चैनल से अधिक बिट्स निचोड़ने की कोशिश करने के बजाय उसी फाइबर पर एल - बैंड क्षमता को सक्रिय करना है।

O-बैंड (1260–1360 एनएम)

ओ{{0}बैंड एकल मोड फाइबर के लिए व्यावसायिक रूप से उपयोग की जाने वाली पहली विंडो थी और यह मध्यम दूरी के लिंक पर हावी रही। मुख्य गुण: मानक जी.652 फाइबर में रंगीन फैलाव 1310 एनएम पर शून्य के करीब है, वह बिंदु जहां सामग्री फैलाव और वेवगाइड फैलाव रद्द हो जाता है। ऑप्टिकल पल्स बिना किसी क्षतिपूर्ति के दूरी पर अपना आकार बनाए रखते हैं, जिसका अर्थ है कि ट्रांसीवर सुसंगत सी {{9} बैंड मॉड्यूल की तुलना में सरल प्रत्यक्ष - आर्किटेक्चर का पता लगाने - सस्ते और कम शक्ति पर भरोसा कर सकते हैं।

सामान्य अनुप्रयोग: 10जी एलआर, 25जी एलआर, 100जी एलआर4 मॉड्यूल; मेट्रो ईथरनेट; एंटरप्राइज़ WAN और डार्क फ़ाइबर पॉइंट-से-पॉइंट; पीओएन अपस्ट्रीम (1310 एनएम, ओएलटी का ग्राहक); BiDi और CWDM ट्रांसीवर।

ट्रेड{{0}ऑफ़ सीधा है। 0.35 डीबी/किमी पर O{2}}बैंड क्षीणन C{5}}बैंड की तुलना में लगभग 75% अधिक चलता है, और EDFA इन तरंग दैर्ध्य पर काम नहीं करते हैं। 40-80 किमी से अधिक के लिए आपको C-बैंड की आवश्यकता होगी। मेट्रो दूरी के भीतर, O-बैंड फैलाव सादगी और ट्रांसीवर लागत पर जीतता है। सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर और O-बैंड सुसंगत ट्रांसीवर विकास में हैं और प्रयोग करने योग्य पहुंच को और आगे बढ़ा सकते हैं, लेकिन वॉल्यूम परिनियोजन आसन्न नहीं है।

850 एनएम बैंड

इमारतों और डेटा केंद्रों के अंदर, वीसीएसईएल स्रोतों और मल्टीमोड फाइबर के साथ जोड़ा गया 850 एनएम बैंड अधिकांश छोटे {{1}पहुंच लिंक को संभालता है। क्षीणन अधिक है - लगभग 2.5-3.5 डीबी/किमी - लेकिन जब आपकी सबसे लंबी केबल दौड़ 300 मीटर है, तो वह संख्या अप्रासंगिक है।

वीसीएसईएल आधारित ऑप्टिक्स की लागत डीएफबी लेजर मॉड्यूल की तुलना में काफी कम है, जो संपूर्ण बिंदु है। सर्वर {{3} से {{4} स्विच, शीर्ष {{5} का {{6} रैक, कैंपस बैकबोन, 10जी/25जी/40जी/100जी एसआर - सभी 850 एनएम क्षेत्र।

ट्रैकिंग लायक प्रवृत्ति: हाइपरस्केल डेटा सेंटर 200G और 400G प्रति लेन दरों का समर्थन करने के लिए नए बिल्ड में सिंगल {0}मोड फाइबर को तेजी से निर्दिष्ट कर रहे हैं। यह धीरे-धीरे उच्च स्तर पर 850 एनएम का हिस्सा खा रहा है। लेकिन मल्टीमोड फाइबर के विशाल स्थापित आधार और लागत के प्रति संवेदनशील उद्यम नेटवर्क के लिए, 850 एनएम बैंड जल्द ही कहीं नहीं जा रहा है।

एल-बैंड (1565-1625 एनएम)

L-बैंड C-बैंड के अतिप्रवाह के रूप में कार्य करता है। यह लगभग 0.22 डीबी/किमी पर मानक सिंगल मोड फाइबर में दूसरा {{3} सबसे कम क्षीणन प्रदान करता है और इसे व्यावसायिक रूप से उपलब्ध एल - बैंड ईडीएफए के साथ बढ़ाया जा सकता है।

मौजूदा एम्पलीफायर साइटों पर एल {{0} बैंड ईडीएफए और सी + एल मक्स/डेमक्स जोड़ने से उपयोग करने योग्य लगभग दोगुना हो जाता हैफाइबर बैंडविड्थनए निर्माण की लागत के एक अंश पर, पहले से ही जमीन पर मौजूद बुनियादी ढांचे पर। यह पहली क्षमता लीवर है जिसे C-बैंड भर जाने पर ऑपरेटर खींचते हैं।

सी+एल तैनाती अब प्रमुख पनडुब्बी प्रणालियों पर मानक है और उच्च यातायात वाले स्थलीय मार्गों पर तेजी से आम हो रही है। संयुक्त सी+एल स्पेक्ट्रम नई लंबी दूरी के बुनियादी ढांचे के लिए क्षमता नियोजन आधार रेखा पर स्थानांतरित हो गया है, विशेष रूप से तरंग दैर्ध्य दरें 800जी तक पहुंच गई हैं।

माध्यमिक बैंड

एस-बैंड (1460-1530 एनएम)

आज S-बैंड का मुख्य व्यावसायिक उपयोग PON है: GPON और XG{1}}PON OLT से ग्राहकों तक डाउनस्ट्रीम ट्रैफ़िक के लिए 1490 एनएम का उपयोग करते हैं। इसके अलावा, S-बैंड अगली पीढ़ी के S+C+L वाइडबैंड DWDM के लिए एक शोध लक्ष्य है। थ्यूलियम -डोप्ड फाइबर एम्पलीफायर और रमन एम्प्लीफिकेशन उम्मीदवार लाभ समाधान हैं, लेकिन इनमें से कोई भी उत्पादन पैमाने पर सी/एल-बैंड ईडीएफए लागत या विश्वसनीयता से मेल खाने के करीब नहीं है। लैब प्रदर्शन मौजूद हैं; बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक एस {{13} बैंड डीडब्ल्यूडीएम नहीं करता है।

ई-बैंड (1360-1460 एनएम)

1383 एनएम के निकट OH⁻ जल शिखर ने ऐतिहासिक रूप से इस बैंड को अनुपयोगी बना दिया। G.652.D शून्य जल पीक फाइबर अवशोषण को समाप्त कर देता है, और ZWP फाइबर पर E{3}}बैंड क्षीणन वास्तव में O{4}}बैंड स्तर से नीचे चला जाता है। समस्या स्थापित आधार पर है: दुनिया भर में जमीन में अधिकांश फाइबर विरासत G.652.A या G.652.B है जिसमें पानी की चोटी बरकरार है। वाणिज्यिक ई-बैंड ट्रांसीवर और एम्पलीफायर दुर्लभ बने हुए हैं। वास्तविक रूप से, E-बैंड केवल ZWP फाइबर पर निर्मित ग्रीनफील्ड में मायने रखता है जहां प्रत्येक उपलब्ध CWDM स्लॉट की आवश्यकता होती है।

यू-बैंड (1625-1675 एनएम)

U-बैंड में कोई डेटा ट्रैफ़िक नहीं है। इसका एकमात्र कार्य बैंड फाइबर मॉनिटरिंग से बाहर है। यू-बैंड तरंग दैर्ध्य पर ओटीडीआर उपकरण जीवित फाइबर में परीक्षण दालों को इंजेक्ट करता है, अन्य बैंड पर सक्रिय सेवाओं को बाधित किए बिना प्रतिबिंब, स्प्लिस लॉस, कनेक्टर गुणवत्ता और ब्रेक को मापता है।

सही ट्रांसमिशन विंडो चुनना

मुख्य निर्णय बाधाएँ

स्थापित फाइबर प्रकार

मल्टीमोड फाइबर (OM3/OM4) उच्च गति लिंक को 850 एनएम तक सीमित करता है। लीगेसी जी.652.ए/बी सिंगल-मोड पानी की चरम सीमा के कारण ई{7}}बैंड को खारिज कर देता है। जमीन में पहले से ही मौजूद फाइबर पहली बाधा है - बाकी सब कुछ इसके बाद आता है।

प्रवर्धन आवश्यकता

ईडीएफए केवल सी और एल बैंड में काम करते हैं। आम तौर पर 80 किमी - से अधिक ऑप्टिकल प्रवर्धन - की आवश्यकता वाले लिंक को इन दो बैंडों में से एक का उपयोग करना होगा। 40 किमी से अधिक O{5}बैंड को विस्तारित करने का अर्थ है या तो विद्युत पुनर्जनन या उच्च{7}}पावर अनएम्प्लीफाइड सुसंगत ट्रांसीवर, दोनों ही लागत बढ़ाते हैं।

चैनल गणना और मल्टीप्लेक्सिंग रणनीति

सीडब्ल्यूडीएम 20 एनएम रिक्ति, बिना किसी प्रवर्धन और कम प्रति चैनल लागत के साथ 18 चैनलों का समर्थन करता है। DWDM अकेले C{{6}बैंड में (L-बैंड के साथ अधिक) 40-{5}} चैनल पैक करता है, इसके लिए EDFA की आवश्यकता होती है, और कहीं अधिक समग्र क्षमता प्रदान करता है। अधिकांश मेट्रो और एंटरप्राइज़ लिंक सीडब्ल्यूडीएम द्वारा अच्छी तरह से सेवा प्रदान किए जाते हैं। बैकबोन, पनडुब्बी और बड़े पैमाने पर DCI DWDM की मांग करते हैं। क्रॉसओवर बिंदु लगभग 8-10 चैनल या 80 किमी से अधिक विस्तारित स्पैन है।

ट्रांसीवर लागत और पावर बजट

850 एनएम वीसीएसईएल ऑप्टिक्स सबसे सस्ते हैं। O{2}}बैंड DFB-आधारित मॉड्यूल (LR, LR4) बीच में बैठते हैं। सी-बैंड सुसंगत मॉड्यूल उच्चतम मूल्य और शक्ति आकर्षित करते हैं। 10 किमी मेट्रो लिंक पर सुसंगत प्रकाशिकी तैनात करने का कोई तकनीकी लाभ नहीं है जिसे ओ - बैंड एलआर मॉड्यूल बिना किसी कठिनाई के संभालता है।

WDM ट्रांसमिशन विंडोज़ का उपयोग कैसे करता है

तरंग दैर्ध्य प्रभाग बहुसंकेतनस्वतंत्र डेटा स्ट्रीम को अलग-अलग तरंग दैर्ध्य निर्दिष्ट करता है और उन्हें एक फाइबर पर एक साथ प्रसारित करता है। ट्रांसमिशन विंडो कुल को परिभाषित करती हैंफाइबर की बैंडविड्थइस मल्टीप्लेक्सिंग के लिए उपलब्ध है।

सीडब्ल्यूडीएम

O, E, S, C और L बैंड में 20 एनएम चैनल रिक्ति। 18 चैनल तक. सामान्य मेट्रो दूरी पर किसी प्रवर्धन की आवश्यकता नहीं है। अनकूल्ड लेज़रों की लागत कम रहती है। मेट्रो नेटवर्क, उप-80 किमी डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट और एंटरप्राइज डार्क फाइबर लिंक में उपयोग किया जाता है।

डीडब्ल्यूडीएम

सी-बैंड के भीतर 100 गीगाहर्ट्ज या 50 गीगाहर्ट्ज चैनल स्पेसिंग, वैकल्पिक रूप से 100 गीगाहर्ट्ज या 96 50 गीगाहर्ट्ज पर एल{3}}बैंड{4}} चैनलों तक विस्तारित, प्रत्येक 100जी या अधिक ले जाता है। लंबी अवधि के लिए ईडीएफए की आवश्यकता होती है। लंबी दूरी की रीढ, पनडुब्बी केबल और ऊंचाई पर तैनातबैंडविड्थ फाइबरआपस में जुड़ता है।

सीडब्ल्यूडीएम और डीडब्ल्यूडीएम के बीच चयन क्षमता बनाम लागत पर निर्भर करता है। सीडब्ल्यूडीएम प्रति चैनल सस्ता है लेकिन बिना किसी प्रवर्धन पथ के 18 चैनलों में सबसे ऊपर है। DWDM की लागत अधिक है लेकिन एक फाइबर जोड़ी पर दसियों टेराबाइट तक होती है।