萬(wàn)兆光模塊應(yīng)用中1310波長(zhǎng)和1550波長(zhǎng)的技術(shù)特點(diǎn)-摩泰光電

1. 光通信波長(zhǎng)

萬(wàn)兆光模塊通信應(yīng)用中波長(zhǎng)有三個(gè)窗口，分別是850nm窗口、1310nm和1550nm窗口。850nm 應(yīng)用于多模光纖，1310nm和1550nm 應(yīng)用于單模光纖。通常單模光纖實(shí)際應(yīng)用時(shí)用戶會(huì)有疑問(wèn)，1310nm波長(zhǎng)和1550nm波長(zhǎng)有什么優(yōu)劣，我們?cè)撊绾芜x擇波長(zhǎng)呢？本文我們就探討這個(gè)問(wèn)題。

2. 1310nm 對(duì)戰(zhàn) 1550nm

2.1 衰減特性

不同波長(zhǎng)的光信號(hào)在單位長(zhǎng)度的光纖傳輸時(shí)會(huì)有不同的衰減系數(shù)，我們以G652 光纖為例，下圖1為不同波長(zhǎng)的光信號(hào)傳輸衰減情況：

圖1 不同波長(zhǎng)傳輸衰減系數(shù)示意圖

如上圖所示：在G652 C&D光纖上 1270nm 波長(zhǎng)衰減系數(shù)α=0.46dB/km， 1310nm 波長(zhǎng)衰減系數(shù)α=0.42dB/km， 1550nm 波長(zhǎng)衰減系數(shù)α=0.28dB/km。光信號(hào)在光纖上傳輸衰耗：Loss = α * L （其中Loss單位為dB，α單位dB/km，L單位km）。

表1 不同波長(zhǎng)不同傳輸距離衰減試算

距離	500m（dB）	2km（dB）	10km（dB）	40km（dB）	80km（dB）
1310nm	0.21	0.84	4.2	16.8	33.6
1550nm	0.14	0.56	2.8	11.2	22.4

2.2 色散特性

色散（Dispersion）也稱為脈沖展寬，是光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)奈锢硖匦裕唧w表現(xiàn)為：輸入信號(hào)脈沖是分開(kāi)的，不相互重疊；輸出脈沖呈現(xiàn)脈沖展寬，導(dǎo)致脈沖重疊，脈沖之間無(wú)法區(qū)分；光纖帶寬隨著色散的增加而減小。具體如下圖所示：

圖2 色散-傳輸脈沖展寬示意圖

不同波長(zhǎng)的光信號(hào)在光纖中傳輸色散是有差異的，如下圖4所示：

圖3 不同波長(zhǎng)傳輸色散系數(shù)示意圖

其中色散系數(shù) D（單位ps/nm.km），在G652 C&D光纖上 1310nm 波長(zhǎng)色散系數(shù)（最大）D=0.91ps/nm.km， 1330nm 波長(zhǎng)色散系數(shù)（最大）D=2.7ps/nm.km， 1550nm 波長(zhǎng)色散系數(shù)（最大）D=18.2ps/nm.km。光信號(hào)在光纖上傳輸色散脈沖展寬：CD = D * L （其中CD單位為ps，D單位ps/nm.km，L單位km）。

3. 萬(wàn)兆1310波長(zhǎng)和1550波長(zhǎng)光模塊參數(shù)對(duì)比

萬(wàn)兆1310波長(zhǎng)光模塊技術(shù)上使用的不帶制冷器的DFB激光器，成本較低，光模塊入纖功率可以到1-2mW左右，激光器工作電流通常在30-50mA左右，模塊常溫功耗在0.8W左右，由于光纖衰耗比較大，傳輸距離通常在40km以內(nèi)，1310波長(zhǎng)光模塊可以大量使用在幾百米到幾十公里的應(yīng)用場(chǎng)景；萬(wàn)兆1550波長(zhǎng)的光模塊技術(shù)上通常需要使用帶制冷器的EML激光器，光模塊入纖功率可以到1-2mW左右，激光器工作電流通常在70-100mA左右，模塊常溫功耗小于1.2W，高溫75℃情況下TEC電流增大模塊功耗會(huì)到1.5W，通常應(yīng)用在40-80km光纖傳輸環(huán)境中，由于40-80KM的應(yīng)用場(chǎng)景少，部件多且加工更復(fù)雜，該類模塊相對(duì)比較昂貴。兩種波長(zhǎng)萬(wàn)兆光模塊具體的參數(shù)對(duì)比如下圖所示：

表2 1310波長(zhǎng)光模塊與1550波長(zhǎng)光模塊對(duì)比

波長(zhǎng)	發(fā)光功率	消光比	偏置電流	功耗	傳輸距離
1310nm（DFB）	0~5dBm	＜4dB	30~50mA	＜1.2W	小于40km
1550nm（EML）	-4~4dBm	8~12dBm	60~100mA	＜1.5W	40~80km

因此我們?cè)趯?shí)際的項(xiàng)目應(yīng)用中要根據(jù)鏈路的傳輸距離、光纖的衰減系數(shù)、色散系數(shù)、功耗控制要求和成本預(yù)算來(lái)綜合選擇模塊的類型和波長(zhǎng)。

摩泰光電可以提供上述兩種波長(zhǎng)的光模塊產(chǎn)品，歡迎大家選購(gòu)。

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