'ແຜ່ນສີ' ໃນໂລກເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ: ເປັນຫຍັງໄລຍະທາງການສົ່ງຂອງໂມດູນແສງຈຶ່ງແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ

ໃນໂລກຂອງການສື່ສານດ້ວຍເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ, ການເລືອກຄວາມຍາວຄື້ນແສງແມ່ນຄ້າຍຄືກັບການປັບຄວາມຖີ່ວິທະຍຸ ແລະ ການເລືອກຊ່ອງທາງ. ພຽງແຕ່ການເລືອກ "ຊ່ອງທາງ" ທີ່ຖືກຕ້ອງເທົ່ານັ້ນ ສັນຍານຈຶ່ງສາມາດສົ່ງໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນ ແລະ ໝັ້ນຄົງ. ເປັນຫຍັງໂມດູນແສງບາງອັນຈຶ່ງມີໄລຍະທາງສົ່ງພຽງແຕ່ 500 ແມັດ, ໃນຂະນະທີ່ໂມດູນອື່ນໆສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ຫຼາຍຮ້ອຍກິໂລແມັດ? ຄວາມລຶກລັບຢູ່ທີ່ 'ສີ' ຂອງລຳແສງນັ້ນ - ໂດຍສະເພາະຄວາມຍາວຄື້ນຂອງແສງ.

ໃນເຄືອຂ່າຍການສື່ສານທາງແສງທີ່ທັນສະໄໝ, ໂມດູນທາງແສງທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນມີບົດບາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງສິ້ນເຊີງ. ຄວາມຍາວຄື້ນຫຼັກສາມຢ່າງຄື 850nm, 1310nm, ແລະ 1550nm ປະກອບເປັນຂອບພື້ນຖານຂອງການສື່ສານທາງແສງ, ໂດຍມີການແບ່ງວຽກຢ່າງຈະແຈ້ງໃນແງ່ຂອງໄລຍະການສົ່ງສັນຍານ, ລັກສະນະການສູນເສຍ, ແລະສະຖານະການການນຳໃຊ້.

1. ເປັນຫຍັງພວກເຮົາຈຶ່ງຕ້ອງການຄວາມຍາວຄື້ນຫຼາຍອັນ?

ສາເຫດຕົ້ນຕໍຂອງຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງຄວາມຍາວຄື້ນໃນໂມດູນແສງແມ່ນຢູ່ທີ່ສອງສິ່ງທ້າທາຍຫຼັກໃນການສົ່ງສັນຍານເສັ້ນໄຍແສງຄື: ການສູນເສຍ ແລະ ການກະຈາຍ. ເມື່ອສັນຍານແສງຖືກສົ່ງໃນເສັ້ນໄຍແສງ, ການຫຼຸດພະລັງງານ (ການສູນເສຍ) ເກີດຂຶ້ນຍ້ອນການດູດຊຶມ, ການກະແຈກກະຈາຍ, ແລະ ການຮົ່ວໄຫຼຂອງຕົວກາງ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ຄວາມໄວໃນການແຜ່ກະຈາຍທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບຂອງອົງປະກອບຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນເຮັດໃຫ້ກຳມະຈອນສັນຍານຂະຫຍາຍອອກ (ການກະຈາຍ). ສິ່ງນີ້ໄດ້ເຮັດໃຫ້ເກີດວິທີແກ້ໄຂຫຼາຍຄວາມຍາວຄື້ນ:

•ແຖບຄວາມຖີ່ 850nm:ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເຮັດວຽກໃນເສັ້ນໄຍແສງຫຼາຍຮູບແບບ, ໂດຍມີໄລຍະທາງການສົ່ງສັນຍານໂດຍທົ່ວໄປຕັ້ງແຕ່ສອງສາມຮ້ອຍແມັດ (ເຊັ່ນ ~550 ແມັດ), ແລະເປັນກຳລັງຫຼັກສຳລັບການສົ່ງສັນຍານໄລຍະທາງສັ້ນ (ເຊັ່ນພາຍໃນສູນຂໍ້ມູນ).

•ແຖບຄວາມຖີ່ 1310nm:ມີລັກສະນະການກະຈາຍຕົວຕໍ່າໃນເສັ້ນໄຍຮູບແບບດຽວມາດຕະຖານ, ມີໄລຍະທາງສົ່ງສູງເຖິງຫຼາຍສິບກິໂລແມັດ (ເຊັ່ນ ~ 60 ກິໂລແມັດ), ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນກະດູກສັນຫຼັງຂອງການສົ່ງສັນຍານໄລຍະກາງ.

•ແຖບຄວາມຖີ່ 1550nm:ດ້ວຍອັດຕາການຫຼຸດຜ່ອນສຽງຕໍ່າສຸດ (ປະມານ 0.19dB/km), ໄລຍະທາງການສົ່ງສັນຍານທາງທິດສະດີສາມາດເກີນ 150 ກິໂລແມັດ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນກະສັດຂອງການສົ່ງສັນຍານໄລຍະທາງໄກ ແລະ ແມ່ນແຕ່ໄລຍະທາງໄກພິເສດ.

ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງເຕັກໂນໂລຊີການແບ່ງຄວາມຍາວຄື້ນ (WDM) ໄດ້ເພີ່ມຄວາມສາມາດຂອງເສັ້ນໄຍແສງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຕົວຢ່າງ, ໂມດູນແສງສອງທິດທາງເສັ້ນໄຍດຽວ (BIDI) ບັນລຸການສື່ສານສອງທິດທາງໃນເສັ້ນໄຍດຽວໂດຍການໃຊ້ຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ເຊັ່ນ: ການລວມກັນ 1310nm/1550nm) ຢູ່ປາຍສົ່ງ ແລະ ຮັບ, ເຊິ່ງຊ່ວຍປະຢັດຊັບພະຍາກອນເສັ້ນໄຍໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ເຕັກໂນໂລຊີການແບ່ງຄວາມຍາວຄື້ນໜາແໜ້ນ (DWDM) ທີ່ກ້າວໜ້າກວ່າສາມາດບັນລຸໄລຍະຫ່າງຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ແຄບຫຼາຍ (ເຊັ່ນ: 100GHz) ໃນແຖບຄວາມຖີ່ສະເພາະ (ເຊັ່ນ: O-band 1260-1360nm), ແລະເສັ້ນໄຍດຽວສາມາດຮອງຮັບຊ່ອງຄວາມຍາວຄື້ນຫຼາຍສິບ ຫຼື ແມ່ນແຕ່ຫຼາຍຮ້ອຍຊ່ອງ, ເພີ່ມຄວາມສາມາດໃນການສົ່ງຂໍ້ມູນທັງໝົດໃຫ້ເຖິງລະດັບ Tbps ແລະ ປ່ອຍທ່າແຮງຂອງເສັ້ນໄຍແສງອອກມາຢ່າງເຕັມທີ່.

2. ວິທີການເລືອກຄວາມຍາວຄື້ນຂອງໂມດູນແສງທາງວິທະຍາສາດ?

ການເລືອກຄວາມຍາວຄື່ນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການພິຈາລະນາຢ່າງລະອຽດກ່ຽວກັບປັດໃຈສຳຄັນຕໍ່ໄປນີ້:

ໄລຍະທາງການສົ່ງ:

ໄລຍະທາງສັ້ນ (≤ 2 ກິໂລແມັດ): ມັກ 850nm (ເສັ້ນໄຍມັນຕິໂໝດ).
ໄລຍະທາງປານກາງ (10-40 ກິໂລແມັດ): ເໝາະສົມກັບ 1310nm (ເສັ້ນໄຍແບບດຽວ).
ໄລຍະທາງໄກ (≥ 60 ກິໂລແມັດ): ຕ້ອງເລືອກ 1550nm (ເສັ້ນໄຍໂໝດດ່ຽວ), ຫຼື ໃຊ້ຮ່ວມກັບເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງແບບ optical.

ຄວາມຕ້ອງການດ້ານຄວາມອາດສາມາດ:

ທຸລະກິດແບບດັ້ງເດີມ: ໂມດູນຄວາມຍາວຄື້ນຄົງທີ່ພຽງພໍ.
ການສົ່ງສັນຍານທີ່ມີຄວາມຈຸຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນສູງ: ຕ້ອງມີເຕັກໂນໂລຊີ DWDM/CWDM. ຕົວຢ່າງ, ລະບົບ DWDM 100G ທີ່ເຮັດວຽກໃນແຖບ O-band ສາມາດຮອງຮັບຊ່ອງທາງຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນສູງຫຼາຍສິບຊ່ອງ.

ການພິຈາລະນາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ:

ໂມດູນຄວາມຍາວຄື້ນຄົງທີ່: ລາຄາຕໍ່ໜ່ວຍເບື້ອງຕົ້ນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຕໍ່າ, ແຕ່ຕ້ອງມີອາໄຫຼ່ຫຼາຍລຸ້ນຄວາມຍາວຄື້ນ.
ໂມດູນຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ສາມາດປັບໄດ້: ການລົງທຶນໃນເບື້ອງຕົ້ນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງສູງ, ແຕ່ຜ່ານການປັບແຕ່ງຊອບແວ, ມັນສາມາດກວມເອົາຫຼາຍຄວາມຍາວຄື້ນ, ງ່າຍດາຍການຈັດການອາໄຫຼ່, ແລະໃນໄລຍະຍາວ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສັບສົນແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດຳເນີນງານແລະການບຳລຸງຮັກສາ.

ສະຖານະການການນຳໃຊ້:

ການເຊື່ອມຕໍ່ສູນຂໍ້ມູນ (DCI): ວິທີແກ້ໄຂ DWDM ທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນສູງ, ພະລັງງານຕ່ຳແມ່ນກະແສຫຼັກ.
5G fronthaul: ດ້ວຍຄວາມຕ້ອງການສູງສຳລັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ຄວາມໜ່ວງເວລາ, ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື, ໂມດູນເສັ້ນໄຍດ່ຽວສອງທິດທາງ (BIDI) ທີ່ອອກແບບຊັ້ນອຸດສາຫະກຳ ແມ່ນເປັນທາງເລືອກທົ່ວໄປ.
ເຄືອຂ່າຍສວນວິສາຫະກິດ: ອີງຕາມຄວາມຕ້ອງການດ້ານໄລຍະທາງ ແລະ ແບນວິດ, ສາມາດເລືອກໂມດູນ CWDM ພະລັງງານຕ່ຳ, ໄລຍະກາງຫາສັ້ນ ຫຼື ໂມດູນຄວາມຍາວຄື້ນຄົງທີ່.

3. ສະຫຼຸບ: ວິວັດທະນາການທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີ ແລະ ການພິຈາລະນາໃນອະນາຄົດ

ເຕັກໂນໂລຊີໂມດູນແສງຍັງສືບຕໍ່ພັດທະນາຢ່າງໄວວາ. ອຸປະກອນໃໝ່ເຊັ່ນ: ສະວິດເລືອກຄວາມຍາວຄື້ນ (WSS) ແລະ ຜລຶກແຫຼວເທິງຊິລິກອນ (LCoS) ກຳລັງຊຸກຍູ້ການພັດທະນາສະຖາປັດຕະຍະກຳເຄືອຂ່າຍແສງທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຫຼາຍຂຶ້ນ. ນະວັດຕະກຳທີ່ແນໃສ່ແຖບຄວາມຖີ່ສະເພາະ, ເຊັ່ນ: O-band, ພວມເພີ່ມປະສິດທິພາບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ເຊັ່ນ: ການຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານຂອງໂມດູນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາອັດຕາສ່ວນສັນຍານຕໍ່ສຽງລົບກວນທາງແສງ (OSNR) ໃຫ້ພຽງພໍ.

ໃນການກໍ່ສ້າງເຄືອຂ່າຍໃນອະນາຄົດ, ວິສະວະກອນບໍ່ພຽງແຕ່ຕ້ອງຄິດໄລ່ໄລຍະທາງການສົ່ງສັນຍານຢ່າງຖືກຕ້ອງເມື່ອເລືອກຄວາມຍາວຄື້ນເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຕ້ອງປະເມີນການໃຊ້ພະລັງງານ, ການປັບຕົວຂອງອຸນຫະພູມ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງການນຳໃຊ້, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດຳເນີນງານ ແລະ ການບຳລຸງຮັກສາຕະຫຼອດວົງຈອນຊີວິດຢ່າງຄົບຖ້ວນ. ໂມດູນແສງທີ່ມີຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືສູງທີ່ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງໝັ້ນຄົງເປັນເວລາຫຼາຍສິບກິໂລແມັດໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ (ເຊັ່ນ: -40 ℃ ໜາວເຢັນ) ກຳລັງກາຍເປັນການສະໜັບສະໜູນທີ່ສຳຄັນສຳລັບສະພາບແວດລ້ອມການນຳໃຊ້ທີ່ສັບສົນ (ເຊັ່ນ: ສະຖານີຖານທີ່ຢູ່ໄກ).