850 nm frente a 1310 nm frente a 1550 nm: cómo elegir la longitud de onda óptica adecuada

Elegir la longitud de onda correcta se reduce a tres preguntas: ¿Hasta dónde debe viajar su señal? ¿Qué fibra ya hay en el suelo? ¿Y necesita espacio para escalar con DWDM más adelante?

Para la mayoría de las implementaciones empresariales, 850 nm es la opción de costo más bajo-para enlaces multimodo cortos, 1310 nm es la opción de modo único-estándar para muchos enlaces de campus y metro, y 1550 nm se vuelve más relevante cuando las distancias aumentan, los presupuestos de enlace se reducen o se planifica DWDM. Si hace esto mal, pagará de más por un alcance que no necesita o solucionará un problema con un enlace que no permanece activo.

 

 

¿Por qué estas tres longitudes de onda?

La fibra de vidrio de sílice no transmite todas las longitudes de onda por igual. Las bandas de 850 nm, 1310 nm y 1550 nm se encuentran en ventanas de transmisión de baja pérdida- donde la atenuación de la señal cae a niveles prácticos. Cada uno surgió en una etapa diferente de la tecnología óptica: los 850 nm fueron los primeros con VCSEL rentables-, los 1310 nm siguieron cuando se descubrió una dispersión cromática casi-cero en este punto en la fibra monomodo estándar- y los 1550 nm se volvieron dominantes en las redes de larga distancia-una vez que los amplificadores ópticos maduraron para potenciar las señales sin conversión eléctrica.

 

 

¿Cuál es la verdadera diferencia?

La compensación fundamental es costo versus alcance.

850nmSe empareja con fibra multimodo y láseres VCSEL. La atenuación ronda los 2,5 dB/km - de alto en comparación con las longitudes de onda monomodo-, pero es irrelevante cuando los enlaces se mantienen por debajo de los 400 metros. Los VCSEL se fabrican en grandes volúmenes, lo que hace que los módulos de 850 nm sean la opción más barata por un amplio margen. La limitación de la distancia proviene de la dispersión modal: la fibra multimodo admite múltiples trayectorias de luz que llegan al receptor en momentos ligeramente diferentes. A 10 Gbps sobre fibra OM4, obtienes aproximadamente 400 metros; a velocidades más altas, esa distancia se reduce.

 

1310nmFunciona con fibra monomodo-con un núcleo de 9 µm. La atenuación cae a aproximadamente 0,35 dB/km según ITU-T G.652, y la dispersión cromática casi desaparece en esta longitud de onda. Esta combinación hace que 1310 nm sea muy-adecuado para una amplia gama de aplicaciones monomodo-, desde interconexiones de edificios de menos-kilómetros hasta enlaces de acceso al metro de 40 km.

 

1550 nmlogra la atenuación de fibra más baja con aproximadamente 0,20 dB/km. Esa ventaja de 0,15 dB/km sobre 1310 nm se suma a la distancia - a lo largo de 100 km, ahorra 15 dB de presupuesto de enlace. Más importante aún, 1550 nm admite amplificación óptica a través de EDFA y se encuentra en el centro de la banda C-utilizada paraSistemas DWDM. Para enlaces-amplificados de larga distancia o orientados a DWDM-, 1550 nm suele ser la opción práctica.

 

La compensación a 1550 nm es una dispersión cromática - de aproximadamente 17 ps/nm·km en fibra estándar. A 100 Gbps en 80+ km, normalmente se necesita compensación, ya sea mediante fibra con compensación de dispersión- o procesamiento de señal digital en transceptores coherentes. ModernoConectores coherentes 400G QSFP-DDManejar la dispersión digitalmente.

 

 

Emparejar longitudes de onda con tipos de módulos

Una fuente recurrente de confusión en la selección de módulos es cómo se asignan las longitudes de onda a las designaciones SR/LR/ER/DWDM en las órdenes de compra.

• SR (alcance corto)Los módulos funcionan a 850 nm sobre fibra multimodo. Estos cubren enlaces-de rack-de rack y construyen-internos donde las distancias se mantienen por debajo de unos pocos cientos de metros. En la óptica Ethernet convencional, SR normalmente significa multimodo de 850 nm.
• LR (largo alcance)Los módulos suelen utilizar 1310 nm sobre fibra monomodo-para un alcance de 10 km. Algunas variantes de 100G y 400G LR4 utilizan longitudes de onda CWDM de alrededor de 1310 nm multiplexadas dentro del módulo.
• ER (alcance extendido)Los módulos funcionan a 1550 nm para un alcance de 40 km. La mayor potencia de transmisión y la menor atenuación de la fibra en esta longitud de onda permiten ampliar la distancia.
• módulos DWDMutilice longitudes de onda precisas en la banda C-(1530–1565 nm) con un espaciado entre canales de tan solo 0,8 nm. Estos requieren un orden específico de longitud de onda-y normalmente implicanequipo mux/demuxpara combinar y separar canales.

 

 

Errores de selección comunes

Tres problemas relacionados con la longitud de onda-surgen repetidamente:

• Combinación de modo multimodo y modo único-.Un transceptor de 850 nm conectado a una fibra monomodo- (núcleo de 9 µm) sufre una pérdida de acoplamiento excesiva y no formará un enlace funcional. El tipo de fibra determina en gran medida la longitud de onda y la familia de módulos que debe utilizar. - Rara vez existe una solución práctica aparte del re-cableado.
• Errores de emparejamiento de longitudes de onda BiDi.Los módulos bidireccionales utilizan dos longitudes de onda diferentes en un solo hilo de fibra. Estos deben implementarse como pares coincidentes: si un extremo transmite 1270 nm y recibe 1330 nm, el otro extremo debe transmitir 1330 nm y recibir 1270 nm. Instalar dos módulos con la misma longitud de onda TX en ambos extremos significa que ambos lados transmiten en la misma longitud de onda sin que ningún receptor esté sintonizado para escucharlo.
• Sobreespecificar el alcance.Los módulos de largo-alcance tienen una mayor potencia de transmisión que puede sobrecargar el receptor en enlaces cortos. Si su distancia real es de 500 metros, no instale ópticas ER con capacidad para 40 km. - es posible que necesite atenuadores para evitar la saturación del receptor, lo que aumenta el costo y otro posible punto de falla. Haga coincidir el módulo con sus requisitos de distancia reales.

 

 

Selección de longitud de onda por distancia

Distancia	Longitud de onda	Tipo de fibra	Caso de uso típico
Menos de 100 m	850nm	OM3/OM4 multimodo	Conexiones TOR intra-rack
100–400m	850nm	OM4 multimodo	Dentro-edificio, salas de centro de datos
500m–2km	1310nm	Modo único-OS2	Campus, interconexión de edificios.
2 a 10 kilómetros	1310nm	Modo único-OS2	Acceso al metro, WAN empresarial
10 a 40 kilómetros	1310 nm o 1550 nm	Modo único-OS2	Núcleo Metro (1550 nm agrega margen)
40-80 kilómetros	1550 nm	Modo único-OS2	Metro DCI, columna vertebral regional
80 kilómetros+	1550 nm	Modo único-OS2	Largo-recorrido (amplificación o DSP coherente)

La denominación exacta del módulo (DR, FR, LR4, ER4, ZR, etc.) depende del grado de velocidad y de la familia estándar. A velocidades de datos más altas, los módulos pueden usar designaciones diferentes a las de 10G.

 

 

Cuándo elegir cada longitud de onda

Elija 850 nm cuando:

• Todos los enlaces se mantienen por debajo de los 400 metros.
• La fibra multimodo (OM3/OM4) ya está instalada
• El costo por puerto importa más que la flexibilidad futura
• Estás creando conexiones de primer nivel-de-rack dentro de la sala de un centro de datos.
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Elija 1310 nm cuando:

• Los enlaces se encuentran en el rango de sub{0}}kilómetro a 40 km.
• Fibra monomodo-disponible
• Quiere simplicidad de implementación sin compensación de dispersión
• El presupuesto importa, pero necesita más alcance del que ofrece el modo multimodo
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Elija 1550 nm cuando:

• Los enlaces superan los 40 km
• Necesita amplificación óptica (compatibilidad EDFA)
• Está prevista la ampliación de la capacidad de DWDM
• Estás construyendo una DCI metropolitana o una infraestructura troncal-de larga distancia.
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Para organizaciones que planifican el crecimiento de la capacidad a través deMultiplexación por división de longitud de onda CWDM, tanto 1310 nm como 1550 nm se encuentran dentro de ventanas CWDM utilizables. La implementación de una infraestructura monomodo-desde el principio mantiene la puerta abierta a la expansión de WDM.

 

 

Consideraciones sobre la infraestructura de fibra

La fibra existente a menudo determina la elección de la longitud de onda más que los requisitos de distancia.

Edificios multimodo.Si sus edificios tienen multimodo OM1 u OM2 de una instalación anterior, está limitado a 850 nm con una distancia reducida en comparación con OM3/OM4. Cuando estas ejecuciones necesiten una extensión, se enfrentará a una elección: implementar un nuevo modo único-o trabajar dentro de las limitaciones.

Flexibilidad de modo único-.Una vez instalada, la fibra monomodo-admite 1310 nm y 1550 nm - y futuras actualizaciones de velocidad (40G, 100G, 400G) intercambiando solo elmódulos transceptores. La diferencia de costo del cable de fibra es marginal; los transceptores son intercambiables; la fibra es permanente. Para muchas instalaciones nuevas, el modo único-es la opción más segura a largo plazo-porque deja más espacio para futuras actualizaciones de alcance y velocidad.

 

 

Conceptos básicos del presupuesto de enlaces

La distancia nominal en una hoja de datos de un transceptor supone condiciones ideales: conectores limpios, dentro de las -fibras especificadas y puntos de empalme mínimos. Las instalaciones reales deben tener en cuenta la atenuación de la fibra (0,35 dB/km a 1310 nm, 0,20 dB/km a 1550 nm), la pérdida del conector (0,3 a 0,5 dB por par acoplado), los puntos de empalme y un margen de seguridad de 2 a 3 dB para el envejecimiento y la variación ambiental.

La limpieza del conector es más importante de lo que la mayoría de la gente cree. Una partícula de polvo de apenas unas pocas micras de diámetro puede provocar errores intermitentes difíciles de diagnosticar. Inspeccione siempre los conectores antes de insertarlos. - Los conectores contaminados son una causa común de fallas en los enlaces ópticos que inicialmente parecen ser problemas del módulo.

 

 

Referencia de estándares

Las tres longitudes de onda se rigen por estándares internacionales que garantizan la interoperabilidad entre-proveedores:

• IEEE 802.3define interfaces ópticas Ethernet: 10GBASE-SR (850 nm), 10GBASE-LR (1310 nm), 10GBASE-ER (1550 nm)
• UIT-T G.652especifica las características de la fibra monomodo-para cálculos de presupuesto de enlace de 1310 nm y 1550 nm
• UIT-T G.694.1estandariza la cuadrícula de canales DWDM utilizada en sistemas de banda C-de 1550 nm

Al especificarmódulos transceptores ópticos, verifique siempre que ambos extremos del enlace utilicen longitudes de onda coincidentes. Un transmisor de 1310 nm emparejado con un receptor de 850 nm no formará un enlace de trabajo que cumpla con los estándares-- la sensibilidad del receptor no se extiende a través de esa brecha de longitud de onda. La única excepción deliberada son los módulos BiDi, que deben implementarse como pares de longitudes de onda TX/RX coincidentes.

 

 

Preguntas frecuentes