Analýza faktorov obmedzujúcich prenosovú vzdialenosť optického modulu

Analýza faktorov obmedzujúcich prenosovú vzdialenosť optického modulu

Prenosová vzdialenosť optických modulov je obmedzená kombináciou fyzikálnych a technických faktorov, ktoré spolu určujú maximálnu vzdialenosť, na ktorú je možné efektívne prenášať optické signály cez optické vlákno. Tento článok vysvetľuje niekoľko najbežnejších obmedzujúcich faktorov.

Po prvé,typ a kvalita optického svetelného zdrojazohrávajú rozhodujúcu úlohu. Aplikácie s krátkym dosahom zvyčajne používajú lacnejšieLED diódy alebo VCSEL lasery, zatiaľ čo prevodovky so stredným a dlhým dosahom sa spoliehajú na vyšší výkonDFB alebo EML laseryVýstupný výkon, spektrálna šírka a stabilita vlnovej dĺžky priamo ovplyvňujú prenosovú schopnosť.

Po druhé,útlm vlákienje jedným z hlavných faktorov obmedzujúcich prenosovú vzdialenosť. Ako sa optické signály šíria cez vlákno, postupne slabnú v dôsledku absorpcie materiálu, Rayleighovho rozptylu a strát ohybom. Pre jednomódové vlákno je typický útlm približne0,5 dB/km pri 1310 nma môže byť tak nízke ako0,2–0,3 dB/km pri 1550 nmNaproti tomu multimódové vlákno vykazuje oveľa vyšší útlm...3–4 dB/km pri 850 nm, a preto sú multimódové systémy vo všeobecnosti obmedzené na komunikáciu s krátkym dosahom od niekoľkých stoviek metrov do približne 2 km.

Okrem toho,disperzné účinkyvýrazne obmedzujú prenosovú vzdialenosť vysokorýchlostných optických signálov. Disperzia – vrátane disperzie materiálu a disperzie vlnovodu – spôsobuje rozširovanie optických impulzov počas prenosu, čo vedie k interferencii medzi symbolmi. Tento efekt sa stáva obzvlášť závažným pri dátových rýchlostiach10 Gb/s a viacNa zmiernenie rozptylu sa v diaľkových systémoch často využívajúvlákno kompenzujúce disperziu (DCF)alebo použiťlasery s úzkou šírkou čiary kombinované s pokročilými modulačnými formátmi.

Zároveň,prevádzková vlnová dĺžkaoptického modulu úzko súvisí s prenosovou vzdialenosťou.pásmo 850 nmsa používa hlavne na prenos na krátky dosah cez multimódové vlákno.pásmo 1310 nm, zodpovedajúce oknu s nulovou disperziou jednomódového vlákna, je vhodné pre aplikácie na stredné vzdialenosti10–40 km. Ten/tá/topásmo 1550 nmponúka najnižší útlm a je kompatibilný svláknové zosilňovače dopované erbiom (EDFA), vďaka čomu sa široko používa v scenároch diaľkovej a ultra dlhej prepravy za hranicami40 km, ako napríklad80 km alebo dokonca 120 kmodkazy.

Samotná prenosová rýchlosť tiež ukladá inverzné obmedzenie na vzdialenosť. Vyššie dátové rýchlosti vyžadujú prísnejší pomer signálu k šumu v prijímači, čo má za následok zníženú citlivosť prijímača a kratší maximálny dosah. Napríklad optický modul, ktorý podporuje40 km pri 1 Gb/smôže byť obmedzené namenej ako 10 km pri 100 Gb/s.

Okrem toho,faktory prostredia– ako sú teplotné výkyvy, nadmerné ohýbanie vlákien, kontaminácia konektorov a starnutie súčiastok – môžu spôsobiť ďalšie straty alebo odrazy, čo ďalej znižuje efektívnu prenosovú vzdialenosť. Za zmienku tiež stojí, že komunikácia cez optické vlákna nie je vždy „čím kratšia, tým lepšia“. Často existuje...požiadavka na minimálnu prenosovú vzdialenosť(napríklad jednomódové moduly zvyčajne vyžadujú ≥2 metre), aby sa zabránilo nadmernému optickému odrazu, ktorý môže destabilizovať laserový zdroj.


Čas uverejnenia: 29. januára 2026

  • Predchádzajúce:
  • Ďalej: