อะไรคือความแตกต่างระหว่างเครื่องส่งสัญญาณแบบออปติคอล 1310nm และ 1550nm?

ทำความเข้าใจความแตกต่างหลักระหว่างเครื่องส่งสัญญาณแบบออปติคอล 1310 นาโนเมตรและ 1550 นาโนเมตร

การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงอาศัยการเลือกความยาวคลื่นเป็นอย่างมาก และตัวเลือกที่เปรียบเทียบกันมากที่สุดคือเครื่องส่งสัญญาณแบบออปติก 1310 นาโนเมตรและ 1550 นาโนเมตร แม้ว่าความยาวคลื่นทั้งสองจะรองรับการส่งข้อมูลคุณภาพสูงบนไฟเบอร์โหมดเดี่ยว แต่ก็มีประสิทธิภาพที่แตกต่างกันในแง่ของการลดทอน การกระจายตัว ระยะการส่งผ่าน ความเข้ากันได้ และต้นทุน การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรที่ออกแบบเครือข่ายระยะไกล รถไฟใต้ดิน หรือระดับการเข้าถึง

เหตุใดความยาวคลื่นจึงมีความสำคัญในการส่งผ่านไฟเบอร์

ความยาวคลื่นของเครื่องส่งสัญญาณแบบออปติกจะกำหนดว่าแสงมีพฤติกรรมอย่างไรภายในไฟเบอร์ ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันจะมีคุณลักษณะการลดทอนและการกระจายที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการเข้าถึงและความเสถียรของสัญญาณ หน้าต่างขนาด 1310 นาโนเมตรและ 1550 นาโนเมตรถือว่าเหมาะสมที่สุด เนื่องจากการลดทอนของไฟเบอร์นั้นต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับความยาวคลื่นอื่นๆ อย่างไรก็ตาม "เหมาะสมที่สุด" ไม่ได้หมายความว่าเหมือนกัน ความยาวคลื่นแต่ละช่วงมีข้อดีเฉพาะตัว ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ระยะทาง และการออกแบบระบบ

การลดทอนและการสูญเสียสัญญาณ

ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือการลดทอน ที่ 1310 นาโนเมตร การลดทอนของเส้นใยโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 0.35dB/กม. ในขณะที่ที่ 1550 นาโนเมตร จะลดลงเหลือประมาณ 0.20dB/กม. การลดลงนี้ทำให้เครื่องส่งสัญญาณขนาด 1550 นาโนเมตรเหมาะสำหรับการสื่อสารทางไกลมากขึ้น ในทางปฏิบัติ อัตราการลดทอนที่ต่ำกว่าหมายความว่าสัญญาณแสงสามารถเดินทางได้ไกลขึ้นก่อนที่จะจำเป็นต้องขยายหรือสร้างใหม่

ความแตกต่างการกระจายตัวของสี

แม้ว่า 1310 นาโนเมตรจะได้ประโยชน์จากการกระจายสีที่น้อยที่สุด แต่ 1550 นาโนเมตรจะมีการกระจายที่สูงกว่ามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในไฟเบอร์โหมดเดี่ยวมาตรฐาน (G.652) การกระจายตัวของสีจะกระจายพัลส์แสงเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งจำกัดอัตราการส่งข้อมูลและระยะทาง เว้นแต่จะมีการชดเชยการกระจายตัว สำหรับระยะทางสั้นและระยะกลาง การกระจายตัวต่ำที่ 1310 นาโนเมตรอาจเป็นข้อได้เปรียบ สำหรับเครือข่ายระยะไกลที่มีความจุสูง ระบบ 1550 นาโนเมตรใช้ไฟเบอร์แบบกระจายหรือโมดูลชดเชยเพื่อจัดการกับความท้าทายนี้อย่างมีประสิทธิภาพ

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพทางเทคนิค: 1310nm กับ 1550nm

ตารางต่อไปนี้สรุปความแตกต่างทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดระหว่าง 1310nm และ เครื่องส่งสัญญาณแบบออปติคอล 1550 นาโนเมตร - ความแตกต่างเหล่านี้จะกำหนดความเหมาะสมสำหรับระบบระยะไกล เครือข่ายรถไฟใต้ดิน การใช้งาน PON และการส่งสัญญาณ CATV

สถานการณ์การใช้งานของเครื่องส่งสัญญาณ 1310nm และ 1550nm

นอกเหนือจากข้อกำหนดทางเทคนิคแล้ว การใช้งานจริงยังมีอิทธิพลต่อการเลือกความยาวคลื่นอีกด้วย ความยาวคลื่นทั้ง 1310 นาโนเมตรและ 1550 นาโนเมตรเป็นส่วนสำคัญของการสื่อสารด้วยไฟเบอร์สมัยใหม่ แต่มีบทบาทที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับระยะทาง แบนด์วิดท์ และประเภทของส่วนประกอบออปติคัลในระบบ

ในกรณีที่มีการใช้เครื่องส่งสัญญาณขนาด 1310 นาโนเมตร

เครื่องส่งสัญญาณแบบออปติคอล 1310 นาโนเมตรถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสารระยะสั้นถึงระยะกลาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องลดการกระจายตัวให้เหลือน้อยที่สุด ระบบเหล่านี้มักไม่ต้องการแอมพลิฟายเออร์หรือโมดูลชดเชยการกระจายราคาแพง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเครือข่ายที่คำนึงถึงต้นทุน ตัวอย่าง ได้แก่ เครือข่ายวิทยาเขต ไฟเบอร์ภายในเมือง และระบบ SONET/SDH แบบเดิม นอกจากนี้ ศูนย์ข้อมูลหลายแห่งยังคงใช้ออปติก 1310 นาโนเมตรเพื่อความเรียบง่ายและประสิทธิภาพการกระจายต่ำ

ในกรณีที่ต้องการใช้เครื่องส่งสัญญาณขนาด 1550 นาโนเมตร

เครื่องส่งสัญญาณขนาด 1550 นาโนเมตรครองการสื่อสารด้วยแสงระยะไกล เนื่องจากมีการลดทอนสัญญาณต่ำและเข้ากันได้กับเครื่องขยายสัญญาณออปติคัล EDFA โดยทั่วไปจะใช้ในเครือข่ายแกนหลัก ระบบไฟเบอร์ถึงบ้าน (FTTH) การออกอากาศ CATV และการส่งสัญญาณระยะไกล DWDM ด้วยการสนับสนุนของ EDFA สัญญาณ 1550 นาโนเมตรสามารถเดินทางได้หลายร้อยกิโลเมตรโดยไม่ต้องมีการฟื้นฟูไฟฟ้า ทำให้เป็นแกนหลักของเครือข่ายความจุสูงสมัยใหม่

ความเข้ากันได้กับเครื่องขยายสัญญาณออปติคัลและส่วนประกอบแบบพาสซีฟ

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตรคือความเข้ากันได้กับเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ Erbium-Doped (EDFA) ซึ่งเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดในเครือข่ายออปติกระยะไกล EDFA จะขยายสัญญาณโดยตรงในโดเมนออปติคัลโดยไม่ต้องแปลงกลับเป็นรูปแบบไฟฟ้า ในทางตรงกันข้าม ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตรไม่สามารถได้รับประโยชน์จากการขยาย EDFA มาตรฐาน ซึ่งจำกัดการเข้าถึงในการส่งสัญญาณระยะไกล

ผลกระทบต่อต้นทุนเครือข่ายและความซับซ้อน

แม้ว่าระบบ 1550 นาโนเมตรจะให้ระยะทางและความจุที่เหนือกว่า แต่มักต้องใช้เงินลงทุนเริ่มแรกสูงกว่า แอมพลิฟายเออร์ โมดูลชดเชยการกระจาย และส่วนประกอบ DWDM เพิ่มความซับซ้อนให้กับการออกแบบระบบ ในขณะเดียวกัน เครื่องส่งสัญญาณขนาด 1310 นาโนเมตรช่วยให้ปรับใช้ได้ง่ายขึ้นและประหยัดมากขึ้น สำหรับเครือข่ายการเข้าถึงหรือเส้นทางรถไฟใต้ดินระยะสั้น ความได้เปรียบด้านต้นทุนนี้เป็นปัจจัยในการตัดสินใจที่สำคัญ

วิธีเลือกระหว่างเครื่องส่งสัญญาณแบบออปติคัล 1310 นาโนเมตรและ 1550 นาโนเมตร

นักออกแบบเครือข่ายต้องชั่งน้ำหนักระยะทาง แบนด์วิธ ต้นทุน และความเข้ากันได้ของส่วนประกอบ ตัวอย่างเช่น หากลิงก์มีระยะทางเพียงไม่กี่กิโลเมตรและไม่ต้องการอัตราข้อมูลสูง เครื่องส่งสัญญาณขนาด 1310 นาโนเมตรอาจมีทั้งความคุ้มค่าและประสิทธิผล อย่างไรก็ตาม หากวัตถุประสงค์คือการส่งสัญญาณทางไกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายโอเวอร์เลย์ DWDM หรือ CATV 1550 นาโนเมตรเป็นที่ต้องการอย่างท่วมท้น

• เลือก 1310nm สำหรับการวิ่งไฟเบอร์สั้นถึงปานกลางราคาประหยัดโดยกังวลการกระจายตัวน้อยที่สุด
• เลือก 1550 นาโนเมตรสำหรับระบบระยะไกลและความจุสูงที่รองรับการขยายเสียง EDFA
• พิจารณาส่วนประกอบเครือข่าย เช่น โมดูล DWDM เครื่องขยายสัญญาณ และอุปกรณ์ชดเชยการกระจาย
• ประเมินต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ ไม่ใช่แค่ราคาของเครื่องส่ง

สรุป: ความยาวคลื่นไหนดีกว่ากัน?

เครื่องส่งสัญญาณขนาด 1310 นาโนเมตรหรือ 1550 นาโนเมตรไม่ได้มีความ “ดีกว่า” โดยธรรมชาติ แต่แต่ละตัวมีจุดประสงค์เฉพาะ ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตรเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่อที่ง่ายกว่าและมีช่วงสั้นกว่าและมีข้อกำหนดการกระจายต่ำ ในขณะเดียวกัน 1550 นาโนเมตรก็ครองเครือข่ายออปติกที่มีความจุสูงในระยะไกล เนื่องจากมีการลดทอนสัญญาณต่ำและรองรับ EDFA การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ช่วยให้นักออกแบบเครือข่ายและวิศวกรสามารถเลือกความยาวคลื่นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเป้าหมายประสิทธิภาพของระบบและข้อจำกัดด้านต้นทุน