Sự khác biệt giữa máy phát quang 1310nm và 1550nm là gì?

Tìm hiểu sự khác biệt cốt lõi giữa máy phát quang 1310nm và 1550nm

Truyền thông sợi quang phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn bước sóng và các lựa chọn được so sánh phổ biến nhất là máy phát quang 1310nm và 1550nm. Mặc dù cả hai bước sóng đều hỗ trợ truyền dữ liệu chất lượng cao qua sợi quang đơn mode nhưng chúng hoạt động khác nhau về độ suy giảm, độ phân tán, khoảng cách truyền, khả năng tương thích và chi phí. Hiểu những khác biệt này là điều cần thiết đối với các kỹ sư thiết kế mạng đường dài, tàu điện ngầm hoặc cấp độ truy cập.

Tại sao bước sóng lại quan trọng trong truyền dẫn sợi quang

Bước sóng của máy phát quang xác định cách ánh sáng hoạt động bên trong sợi quang. Các bước sóng khác nhau có đặc điểm suy giảm và phân tán khác nhau, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi tiếp cận và độ ổn định của tín hiệu. Cửa sổ 1310nm và 1550nm được coi là tối ưu vì độ suy giảm sợi quang thấp hơn đáng kể so với các bước sóng khác. Tuy nhiên, “tối ưu” không có nghĩa là giống hệt nhau; mỗi bước sóng mang lại những lợi thế riêng tùy thuộc vào ứng dụng, khoảng cách và thiết kế hệ thống.

Suy hao và mất tín hiệu

Một trong những khác biệt quan trọng nhất về hiệu suất là sự suy giảm. Ở bước sóng 1310nm, độ suy giảm sợi quang điển hình là khoảng 0,35dB/km, trong khi ở bước sóng 1550nm, độ suy giảm sợi quang giảm xuống khoảng 0,20dB/km. Mức giảm này làm cho máy phát 1550nm phù hợp hơn nhiều cho việc liên lạc ở khoảng cách xa. Trong thực tế, tốc độ suy giảm thấp hơn có nghĩa là tín hiệu quang có thể truyền đi xa hơn trước khi cần khuếch đại hoặc tái tạo.

Sự khác biệt phân tán màu sắc

Trong khi 1310nm được hưởng lợi từ sự phân tán màu sắc tối thiểu thì 1550nm có độ phân tán cao hơn nhiều, đặc biệt là ở sợi quang đơn mode tiêu chuẩn (G.652). Phân tán màu trải rộng xung quang theo thời gian, hạn chế tốc độ và khoảng cách truyền dữ liệu trừ khi áp dụng bù tán sắc. Đối với khoảng cách ngắn và trung bình, độ phân tán thấp ở 1310nm có thể là một lợi thế. Đối với mạng đường dài công suất cao, hệ thống 1550nm sử dụng mô-đun bù hoặc sợi quang dịch chuyển phân tán để xử lý thách thức này một cách hiệu quả.

So sánh hiệu suất kỹ thuật: 1310nm và 1550nm

Bảng sau đây tóm tắt những khác biệt kỹ thuật quan trọng nhất giữa 1310nm và Máy phát quang 1550nm . Những khác biệt này xác định sự phù hợp cho các hệ thống đường dài, mạng lưới tàu điện ngầm, triển khai PON và truyền dẫn CATV.

Kịch bản ứng dụng của máy phát 1310nm và 1550nm

Ngoài các thông số kỹ thuật, các ứng dụng trong thế giới thực còn ảnh hưởng đến việc lựa chọn bước sóng. Cả hai bước sóng 1310nm và 1550nm đều không thể thiếu trong truyền thông cáp quang hiện đại, nhưng chúng đóng vai trò khác nhau dựa trên khoảng cách, băng thông và loại thành phần quang học trong hệ thống.

Nơi thường sử dụng máy phát 1310nm

Bộ phát quang 1310nm được sử dụng rộng rãi trong liên lạc với khoảng cách ngắn và trung bình, đặc biệt khi phải giảm thiểu sự phân tán. Các hệ thống này thường không yêu cầu các bộ khuếch đại hoặc mô-đun bù tán sắc đắt tiền, khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc triển khai mạng có chi phí thấp. Các ví dụ bao gồm mạng trường, cáp quang nội thành và hệ thống SONET/SDH cũ. Ngoài ra, nhiều trung tâm dữ liệu vẫn dựa vào quang học 1310nm vì tính đơn giản và hiệu suất phân tán thấp.

Nơi ưa thích máy phát 1550nm

Bộ phát 1550nm chiếm ưu thế trong giao tiếp quang học đường dài nhờ độ suy giảm thấp và khả năng tương thích với bộ khuếch đại quang EDFA. Chúng thường được sử dụng trong các mạng đường trục, hệ thống cáp quang đến nhà (FTTH), phát sóng CATV và truyền dẫn đường dài DWDM. Với sự hỗ trợ của EDFA, tín hiệu 1550nm có thể truyền đi hàng trăm km mà không cần tái tạo điện, khiến nó trở thành xương sống của các mạng công suất cao hiện đại.

Khả năng tương thích với bộ khuếch đại quang và các thành phần thụ động

Ưu điểm đáng kể của bước sóng 1550nm là khả năng tương thích với Bộ khuếch đại sợi pha tạp Erbium (EDFA), một trong những công nghệ quan trọng nhất trong mạng quang đường dài. EDFA khuếch đại tín hiệu trực tiếp trong miền quang mà không chuyển nó trở lại dạng điện. Ngược lại, bước sóng 1310nm không thể được hưởng lợi từ khuếch đại EDFA tiêu chuẩn, hạn chế phạm vi tiếp cận của chúng khi truyền ở khoảng cách xa.

Tác động đến chi phí và độ phức tạp của mạng

Mặc dù hệ thống 1550nm cung cấp khoảng cách và công suất vượt trội nhưng chúng thường đòi hỏi đầu tư ban đầu cao hơn. Bộ khuếch đại, mô-đun bù tán sắc và các thành phần DWDM làm tăng thêm độ phức tạp cho thiết kế hệ thống. Trong khi đó, máy phát 1310nm cho phép triển khai đơn giản hơn và giá cả phải chăng hơn. Đối với mạng lưới truy cập hoặc các tuyến tàu điện ngầm ngắn, lợi thế về chi phí này là yếu tố quyết định chính.

Cách chọn giữa máy phát quang 1310nm và 1550nm

Các nhà thiết kế mạng phải cân nhắc khoảng cách, băng thông, chi phí và khả năng tương thích của thành phần. Ví dụ: nếu liên kết chỉ kéo dài vài km và không yêu cầu tốc độ dữ liệu cao thì bộ phát 1310nm có thể vừa tiết kiệm chi phí vừa hiệu quả. Tuy nhiên, nếu mục tiêu là truyền dẫn đường dài, đặc biệt là khi có liên quan đến mạng lớp phủ DWDM hoặc CATV, thì 1550nm sẽ được ưu tiên áp đảo.

• Chọn 1310nm cho các hoạt động sợi quang ngắn đến trung bình, chi phí thấp và ít lo ngại về độ phân tán.
• Chọn 1550nm cho các hệ thống đường dài, công suất cao được hỗ trợ bởi bộ khuếch đại EDFA.
• Xem xét các thành phần mạng như mô-đun DWDM, bộ khuếch đại và thiết bị bù tán sắc.
• Đánh giá tổng chi phí sở hữu chứ không chỉ giá của bộ phát.

Kết luận: Bước sóng nào tốt hơn?

Cả bộ phát 1310nm và 1550nm đều không “tốt hơn”—thay vào đó, mỗi bộ phát đều phục vụ một mục đích cụ thể. Bước sóng 1310nm lý tưởng cho các liên kết đơn giản hơn, phạm vi ngắn hơn với yêu cầu độ phân tán thấp. Trong khi đó, 1550nm thống trị các mạng quang đường dài, dung lượng cao do độ suy giảm thấp và hỗ trợ EDFA. Hiểu được những khác biệt này cho phép các nhà thiết kế và kỹ sư mạng chọn bước sóng thích hợp nhất cho mục tiêu hiệu suất của hệ thống và hạn chế về chi phí.