U svijetu komunikacije optičkim vlaknima, odabir svjetlosne talasne dužine je kao podešavanje radio stanice - samo odabirom prave "frekvencije" signali se mogu jasno i stabilno prenositi. Zašto neki optički moduli imaju domet prenosa od samo 500 metara, dok drugi mogu dosezati stotine kilometara? Tajna leži u "boji" svjetlosti - to jest, preciznije, talasnoj dužini svjetlosti.
U modernim optičkim komunikacijskim mrežama, optički moduli s različitim talasnim dužinama igraju bitno različite uloge. Tri osnovne talasne dužine - 850 nm, 1310 nm i 1550 nm - čine temeljni okvir optičke komunikacije, a svaka je specijalizirana za udaljenost prijenosa, karakteristike gubitaka i scenarije primjene.
Zašto su potrebne višestruke talasne dužine?
Osnovni uzrok raznolikosti talasnih dužina u optičkim modulima leži u dva glavna izazova u prenosu optičkih vlakana: gubitku i disperziji. Kada se optički signali prenose kroz optička vlakna, dolazi do slabljenja (gubitka) energije zbog apsorpcije, raspršenja i curenja medija. Istovremeno, neujednačena brzina širenja različitih komponenti talasnih dužina uzrokuje širenje (disperziju) impulsa signala. To je dovelo do rješenja sa više talasnih dužina:
850nm opseg: Uglavnom radi u višemodnim optičkim vlaknima, s udaljenostima prijenosa koje se obično kreću od nekoliko stotina metara (npr. ~550 metara), i glavna je snaga za prijenos na kratke udaljenosti (npr. unutar podatkovnih centara).
1310nm opseg: pokazuje karakteristike niske disperzije u standardnim jednomodnim vlaknima, s prijenosnim udaljenostima i do nekoliko desetina kilometara (npr. ~60 kilometara), što ga čini okosnicom prijenosa na srednje udaljenosti.
Opseg od 1550 nm: Sa najnižom stopom slabljenja (oko 0,19 dB/km), teorijska udaljenost prijenosa može premašiti 150 kilometara, što ga čini kraljem prijenosa na velike, pa čak i ultra velike udaljenosti.
Uspon tehnologije multipleksiranja s podjelom valnih dužina (WDM) znatno je povećao kapacitet optičkih vlakana. Na primjer, dvosmjerni optički moduli s jednim vlaknom (BIDI) postižu dvosmjernu komunikaciju na jednom vlaknu korištenjem različitih valnih dužina (kao što je kombinacija 1310nm/1550nm) na kraju predaje i prijema, značajno štedeći resurse vlakana. Naprednija tehnologija multipleksiranja s podjelom gustih valnih dužina (DWDM) može postići vrlo uski razmak valnih dužina (kao što je 100GHz) u specifičnim opsezima (kao što je O-opseg 1260-1360nm), a jedno vlakno može podržati desetine ili čak stotine kanala valnih dužina, povećavajući ukupni kapacitet prijenosa na nivo Tbps i u potpunosti oslobađajući potencijal optičkih vlakana.
Kako naučno odabrati talasnu dužinu optičkih modula?
Izbor talasne dužine zahteva sveobuhvatno razmatranje sledećih ključnih faktora:
Udaljenost prijenosa:
- Kratka udaljenost (≤ 2 km): poželjno 850 nm (višemodno vlakno).
- Srednja udaljenost (10-40 km): pogodno za 1310 nm (jednomodno vlakno).
- Velike udaljenosti (≥ 60 km): Mora se odabrati 1550 nm (jednomodno vlakno) ili koristiti u kombinaciji s optičkim pojačalom.
Zahtjev za kapacitet:
- Konvencionalno poslovanje: Moduli fiksne talasne dužine su dovoljni.
- Prijenos velikog kapaciteta i visoke gustoće: Potrebna je DWDM/CWDM tehnologija. Na primjer, 100G DWDM sistem koji radi u O-opsegu može podržati desetine kanala valnih dužina visoke gustoće.
Troškovi razmatranja:
- Modul fiksne talasne dužine: Početna cena po jedinici je relativno niska, ali je potrebno imati na lageru rezervne delove za više modela talasnih dužina.
- Modul sa podesivom talasnom dužinom: Početna investicija je relativno visoka, ali kroz softversko podešavanje, može pokriti više talasnih dužina, pojednostaviti upravljanje rezervnim delovima i dugoročno smanjiti složenost i troškove rada i održavanja.
Scenarij primjene:
- Međusobno povezivanje podatkovnih centara (DCI): DWDM rješenja visoke gustoće i male snage su uobičajena.
- 5G fronthaul: S visokim zahtjevima za cijenu, latenciju i pouzdanost, industrijski dizajnirani jednostruki dvosmjerni (BIDI) moduli su čest izbor.
- Mreža poslovnog parka: U zavisnosti od potrebe za udaljenošću i propusnim opsegom, mogu se odabrati CWDM moduli male snage, srednje do kratke udaljenosti ili moduli fiksne talasne dužine.
Zaključak: Tehnološka evolucija i buduća razmatranja
Tehnologija optičkih modula nastavlja se brzo razvijati. Novi uređaji poput prekidača za odabir valnih dužina (WSS) i tečnih kristala na siliciju (LCoS) potiču razvoj fleksibilnijih arhitektura optičkih mreža. Inovacije usmjerene na specifične opsege, poput O-opsega, stalno optimiziraju performanse, kao što je značajno smanjenje potrošnje energije modula uz održavanje dovoljne margine optičkog odnosa signal-šum (OSNR).
U budućoj izgradnji mreža, inženjeri ne samo da trebaju precizno izračunati udaljenost prijenosa pri odabiru valnih duljina, već i sveobuhvatno procijeniti potrošnju energije, prilagodljivost temperaturi, gustoću implementacije i troškove rada i održavanja tokom cijelog životnog ciklusa. Visoko pouzdani optički moduli koji mogu stabilno raditi desetinama kilometara u ekstremnim uvjetima (kao što je jaka hladnoća od -40 ℃) postaju ključna podrška za složena okruženja implementacije (kao što su udaljene bazne stanice).
Vrijeme objave: 17. oktobar 2025.