850 nm vs. 1310 nm vs. 1550 nm: So wählen Sie die richtige optische Wellenlänge aus

Bei der Wahl der richtigen Wellenlänge kommt es auf drei Fragen an: Wie weit muss Ihr Signal zurücklegen? Welche Fasern befinden sich bereits im Boden? Und benötigen Sie später Spielraum für die Skalierung mit DWDM?

Für die meisten Unternehmensbereitstellungen ist 850 nm die kostengünstigste Option für kurze Multimode-Verbindungen, 1310 nm ist die Standard-Einzelmodus--Wahl für viele Campus- und U-Bahn-Verbindungen, und 1550 nm wird relevanter, wenn die Entfernungen größer werden, die Verbindungsbudgets knapper werden oder DWDM geplant ist. Wenn Sie das falsch machen, zahlen Sie entweder zu viel für die Reichweite, die Sie nicht benötigen, oder Sie beheben einen Link, der nicht aktiv bleibt.

 

 

Warum diese drei Wellenlängen?

Quarzglasfasern übertragen nicht alle Wellenlängen gleichermaßen. Die 850-nm-, 1310-nm- und 1550-nm-Bänder liegen in verlustarmen Übertragungsfenstern, in denen die Signaldämpfung auf praktische Werte sinkt. Jedes entstand auf einer anderen Stufe der optischen Technologie: 850 nm kam zuerst mit kostengünstigen VCSELs auf den Markt, 1.310 nm folgten, als zu diesem Zeitpunkt in Standard-Single-Mode-Fasern eine chromatische Dispersion nahe -Null entdeckt wurde, und 1.550 nm wurde in Langstreckennetzwerken vorherrschend, als optische Verstärker ausgereift waren, um Signale ohne elektrische Umwandlung zu verstärken.

 

 

Was ist der wirkliche Unterschied?

Der grundlegende Kompromiss besteht zwischen Kosten und Reichweite.

850 nmgepaart mit Multimode-Faser- und VCSEL-Lasern. Die Dämpfung ist im Vergleich zu Single-{3}Mode-Wellenlängen etwa 2,5 dB/km - hoch, aber irrelevant, wenn Ihre Verbindungen weniger als 400 Meter entfernt bleiben. VCSELs werden in großen Stückzahlen hergestellt, sodass 850-nm-Module mit Abstand die günstigste Option sind. Die Entfernungsbegrenzung ergibt sich aus der Modendispersion: Multimode-Fasern unterstützen mehrere Lichtpfade, die zu leicht unterschiedlichen Zeiten beim Empfänger ankommen. Bei 10 Gbit/s über OM4-Glasfaser erreichen Sie etwa 400 Meter; Bei höheren Geschwindigkeiten verringert sich dieser Abstand.

 

1310 nmarbeitet über Singlemode-Faser mit einem 9-µm-Kern. Die Dämpfung sinkt auf etwa 0,35 dB/km gemäß ITU-T G.652, und die chromatische Dispersion verschwindet bei dieser Wellenlänge nahezu. Durch diese Kombination eignet sich 1310 nm gut-für eine Vielzahl von Single-Mode-Anwendungen, von weniger als{{10}km langen Gebäudeverbindungen bis hin zu 40 km langen U-Bahn-Zugangsverbindungen.

 

1550 nmerreicht mit etwa 0,20 dB/km die geringste Faserdämpfung. Mit diesem Vorteil von 0,15 dB/km gegenüber 1310-nm-Verbindungen über eine Distanz von - über 100 km sparen Sie 15 dB an Verbindungsbudget. Noch wichtiger ist, dass 1550 nm die optische Verstärkung durch EDFAs unterstützt und in der Mitte des dafür verwendeten C--Bandes liegtDWDM-Systeme. Für verstärkte Langstrecken- oder DWDM-orientierte-Verbindungen sind 1550 nm in der Regel die praktische Wahl.

 

Der Kompromiss bei 1550 nm ist eine chromatische Dispersion - von etwa 17 ps/nm·km in Standardfasern. Bei 100 Gbit/s über 80+ km ist in der Regel eine Kompensation erforderlich, entweder durch Dispersion-kompensierende Glasfaser oder digitale Signalverarbeitung in kohärenten Transceivern. Modern400G QSFP-DD kohärente PluggablesStreuung digital abwickeln.

 

 

Anpassen von Wellenlängen an Modultypen

Eine immer wiederkehrende Ursache für Verwirrung bei der Modulauswahl ist die Zuordnung der Wellenlängen zu den SR/LR/ER/DWDM-Bezeichnungen auf Bestellungen.

• SR (kurze Reichweite)Module arbeiten bei 850 nm über Multimode-Glasfaser. Diese decken Rack-{2}}-Rack- und Gebäude--interne Verbindungen ab, bei denen die Entfernungen weniger als ein paar hundert Meter betragen. In der Mainstream-Ethernet-Optik bedeutet SR normalerweise 850-nm-Multimode.
• LR (Lange Reichweite)Module verwenden typischerweise 1310 nm über Singlemode-Glasfaser für eine Reichweite von 10 km. Einige 100G- und 400G-LR4-Varianten verwenden CWDM-Wellenlängen um 1310 nm, die im Modul gemultiplext werden.
• ER (Erweiterte Reichweite)Module arbeiten bei 1550 nm für eine Reichweite von 40 km. Die höhere Sendeleistung und die geringere Faserdämpfung bei dieser Wellenlänge ermöglichen eine größere Distanz.
• DWDM-ModuleVerwenden Sie präzise Wellenlängen im C--Band (1530–1565 nm) mit einem Kanalabstand von nur 0,8 nm. Diese erfordern eine wellenlängenspezifische Reihenfolge und beinhalten typischerweiseMux/Demux-Ausrüstungzum Kombinieren und Trennen von Kanälen.

 

 

Häufige Auswahlfehler

Drei wellenlängenbezogene-Probleme treten immer wieder auf:

• Mischen von Multimode- und Single-{0}}-Modus.Ein 850-nm-Transceiver, der an eine Single-Mode-Faser (9-µm-Kern) angeschlossen ist, weist einen übermäßigen Kopplungsverlust auf und bildet keine funktionierende Verbindung. Der Fasertyp bestimmt weitgehend die Wellenlänge und die Modulfamilie, die Sie verwenden sollten. - Eine Neuverkabelung ist selten eine praktische Lösung.
• BiDi-Wellenlängenpaarungsfehler.Bidirektionale Module nutzen zwei unterschiedliche Wellenlängen über einen einzigen Faserstrang. Diese müssen als aufeinander abgestimmte Paare eingesetzt werden: Wenn ein Ende 1270 nm sendet und 1330 nm empfängt, muss das andere Ende 1330 nm senden und 1270 nm empfangen. Die Installation von zwei Modulen mit derselben TX-Wellenlänge an beiden Enden bedeutet, dass beide Seiten auf derselben Wellenlänge senden, ohne dass ein Empfänger darauf eingestellt ist.
• Überspezifizierung der Reichweite.Module mit großer-Reichweite haben eine höhere Sendeleistung, die den Empfänger auf kurzen Verbindungen überlasten kann. Wenn Ihre tatsächliche Entfernung 500 Meter beträgt, installieren Sie keine ER-Optik, die für 40 km ausgelegt ist. - Möglicherweise benötigen Sie Dämpfungsglieder, um eine Sättigung des Empfängers zu vermeiden, was zu höheren Kosten und einer weiteren potenziellen Fehlerquelle führt. Passen Sie das Modul an Ihre tatsächlichen Distanzanforderungen an.

 

 

Wellenlängenauswahl nach Entfernung

Distanz	Wellenlänge	Fasertyp	Typischer Anwendungsfall
Unter 100m	850 nm	OM3/OM4 Multimode	Intra-Rack, TOR-Verbindungen
100–400m	850 nm	OM4 Multimode	Intra-Gebäude, Rechenzentrumshallen
500 m–2 km	1310 nm	OS2-Einzelmodus-	Campus, Gebäudeverbindung
2–10 km	1310 nm	OS2-Einzelmodus-	Metro-Zugang, Unternehmens-WAN
10–40 km	1310 nm oder 1550 nm	OS2-Einzelmodus-	Metro-Kern (1550 nm erhöht die Marge)
40–80 km	1550 nm	OS2-Einzelmodus-	Metro DCI, regionales Backbone
80 km+	1550 nm	OS2-Einzelmodus-	Langstrecke-(Verstärkung oder kohärenter DSP)

Die genaue Modulbenennung (DR, FR, LR4, ER4, ZR usw.) hängt von der Geschwindigkeitsstufe und der Standardfamilie ab. Bei höheren Datenraten können Module andere Bezeichnungen verwenden als bei 10G.

 

 

Wann Sie die einzelnen Wellenlängen auswählen sollten

Wählen Sie 850 nm, wenn:

• Alle Verbindungen bleiben unter 400 Metern
• Multimode-Glasfaser (OM3/OM4) ist bereits installiert
• Die Kosten pro Port sind wichtiger als die zukünftige Flexibilität
• Sie bauen Top-{0}}of-Rack-Verbindungen in einer Rechenzentrumshalle
•  

Wählen Sie 1310 nm, wenn:

• Verbindungen liegen im Bereich von weniger als-km bis 40 km
• Single--Mode-Glasfaser ist verfügbar
• Sie möchten eine einfache Bereitstellung ohne Streuungskompensation
• Das Budget ist wichtig, aber Sie benötigen mehr Reichweite, als Multimode bietet
•  

Wählen Sie 1550 nm, wenn:

• Die Verbindungen sind länger als 40 km
• Sie benötigen eine optische Verstärkung (EDFA-Kompatibilität)
• Eine Erweiterung der DWDM-Kapazität ist geplant
• Sie bauen eine Metro-DCI- oder Langstrecken-Backbone-Infrastruktur auf
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Für Organisationen, die Kapazitätswachstum planenCWDM-WellenlängenmultiplexSowohl 1310 nm als auch 1550 nm liegen innerhalb nutzbarer CWDM-Fenster. Die Bereitstellung einer Single-{3}Modus-Infrastruktur von Anfang an hält die Tür für die WDM-Erweiterung offen.

 

 

Überlegungen zur Glasfaserinfrastruktur

Vorhandene Glasfasern bestimmen oft mehr die Wahl der Wellenlänge als die Entfernungsanforderungen.

Multimode-Gebäude.Wenn Ihre Gebäude über OM1- oder OM2-Multimode aus einer älteren Installation verfügen, sind Sie auf 850 nm mit geringerer Entfernung im Vergleich zu OM3/OM4 beschränkt. Wenn diese Läufe erweitert werden müssen, stehen Sie vor der Wahl: Ziehen Sie einen neuen Einzelmodus oder arbeiten Sie innerhalb der Einschränkungen.

Single--Modus-Flexibilität.Einmal installiert, unterstützt Single-Mode-Glasfaser sowohl 1310 nm als auch 1550 nm - und zukünftige Geschwindigkeits-Upgrades (40 G, 100 G, 400 G), indem nur die ausgetauscht werdenTransceiver-Module. Der Kostenunterschied bei Glasfaserkabeln ist marginal; die Transceiver sind austauschbar; Die Faser ist dauerhaft. Für viele Greenfield-Installationen ist der Single-{2}}Modus die sicherere langfristige-Wahl, da er mehr Spielraum für zukünftige Reichweiten- und Geschwindigkeitsverbesserungen lässt.

 

 

Link-Budget-Grundlagen

Der Nennabstand in einem Transceiver-Datenblatt geht von idealen Bedingungen aus: saubere Anschlüsse, innerhalb-der Spezifikationsfaser, minimale Spleißpunkte. Bei realen Installationen sollten die Faserdämpfung (0,35 dB/km bei 1310 nm, 0,20 dB/km bei 1550 nm), der Steckerverlust (0,3–0,5 dB pro gestecktes Paar), die Spleißpunkte und ein Sicherheitsspielraum von 2–3 dB für Alterung und Umgebungsschwankungen berücksichtigt werden.

Die Sauberkeit von Steckverbindern ist wichtiger, als den meisten Menschen bewusst ist. Ein Staubpartikel mit einem Durchmesser von nur wenigen Mikrometern kann zeitweilige Fehler verursachen, die schwer zu diagnostizieren sind. Überprüfen Sie stets die Anschlüsse vor dem Einstecken. - Verunreinigte Anschlüsse sind eine häufige Ursache für Ausfälle optischer Verbindungen, die zunächst als Modulprobleme erscheinen.

 

 

Referenznormen

Alle drei Wellenlängen unterliegen internationalen Standards, die herstellerübergreifende Interoperabilität gewährleisten:

• IEEE 802.3definiert optische Ethernet-Schnittstellen: 10GBASE-SR (850 nm), 10GBASE-LR (1310 nm), 10GBASE-ER (1550 nm)
• ITU-T G.652spezifiziert Single-Mode-Fasereigenschaften für 1310-nm- und 1550-nm-Verbindungsbudgetberechnungen
• ITU-T G.694.1standardisiert das DWDM-Kanalraster, das in 1550-nm-C--Band-Systemen verwendet wird

Bei der Angabeoptische Transceiver-ModuleStellen Sie immer sicher, dass beide Enden der Verbindung übereinstimmende Wellenlängen verwenden. Ein 1310-nm-Sender gepaart mit einem 850-nm-Empfänger bildet keine standardkonforme funktionierende Verbindung. - Die Empfängerempfindlichkeit erstreckt sich nicht über diese Wellenlängenlücke. Die einzige bewusste Ausnahme bilden BiDi-Module, die als abgestimmte TX/RX-Wellenlängenpaare eingesetzt werden müssen.

 

 

Häufig gestellte Fragen