No mundo da comunicación por fibra óptica, a selección da lonxitude de onda da luz é como a sintonización de radiofrecuencia e a selección de canles. Só seleccionando a "canle" correcta pódese transmitir o sinal de forma clara e estable. Por que algúns módulos ópticos teñen unha distancia de transmisión de só 500 metros, mentres que outros poden abarcar centos de quilómetros? O misterio reside na "cor" dese feixe de luz; máis precisamente, na lonxitude de onda da luz.
Nas redes de comunicación óptica modernas, os módulos ópticos de diferentes lonxitudes de onda desempeñan funcións completamente diferentes. As tres lonxitudes de onda principais de 850 nm, 1310 nm e 1550 nm forman o marco fundamental da comunicación óptica, cunha clara división do traballo en termos de distancia de transmisión, características de perda e escenarios de aplicación.
1. Por que necesitamos varias lonxitudes de onda?
A causa principal da diversidade de lonxitudes de onda nos módulos ópticos reside en dous desafíos principais na transmisión por fibra óptica: a perda e a dispersión. Cando se transmiten sinais ópticos en fibras ópticas, prodúcese unha atenuación (perda) de enerxía debido á absorción, dispersión e fuga do medio. Ao mesmo tempo, a velocidade de propagación desigual dos diferentes compoñentes de lonxitude de onda provoca o ensanche (dispersión) do pulso do sinal. Isto deu lugar a solucións de múltiples lonxitudes de onda:
•Banda de 850 nm:opera principalmente en fibras ópticas multimodo, con distancias de transmisión que normalmente oscilan entre uns poucos centos de metros (como ~550 metros), e é a principal forza para a transmisión de curta distancia (como dentro dos centros de datos).
•Banda de 1310 nm:presenta características de baixa dispersión en fibras monomodo estándar, con distancias de transmisión de ata decenas de quilómetros (como ~60 quilómetros), o que a converte na columna vertebral da transmisión de media distancia.
•Banda de 1550 nm:Coa taxa de atenuación máis baixa (uns 0,19 dB/km), a distancia de transmisión teórica pode superar os 150 quilómetros, o que o converte no rei da transmisión de longa distancia e mesmo de ultra longa distancia.
O auxe da tecnoloxía de multiplexación por división de lonxitudes de onda (WDM) aumentou considerablemente a capacidade das fibras ópticas. Por exemplo, os módulos ópticos bidireccionais de fibra única (BIDI) conseguen unha comunicación bidireccional nunha soa fibra utilizando diferentes lonxitudes de onda (como a combinación de 1310 nm/1550 nm) nos extremos de transmisión e recepción, o que aforra significativamente recursos de fibra. A tecnoloxía de multiplexación por división de lonxitudes de onda densa (DWDM) máis avanzada pode lograr un espazado de lonxitudes de onda moi estreito (como 100 GHz) en bandas específicas (como a banda O de 1260-1360 nm), e unha soa fibra pode soportar ducias ou incluso centos de canles de lonxitudes de onda, aumentando a capacidade de transmisión total ao nivel de Tbps e liberando plenamente o potencial da fibra óptica.
2. Como seleccionar cientificamente a lonxitude de onda dos módulos ópticos?
A selección da lonxitude de onda require unha consideración exhaustiva dos seguintes factores clave:
Distancia de transmisión:
Distancia curta (≤ 2 km): preferentemente 850 nm (fibra multimodo).
Distancia media (10-40 km): axeitado para 1310 nm (fibra monomodo).
Longa distancia (≥ 60 km): débese seleccionar 1550 nm (fibra monomodo) ou usarse en combinación cun amplificador óptico.
Requisito de capacidade:
Negocio convencional: os módulos de lonxitude de onda fixa son suficientes.
Transmisión de gran capacidade e alta densidade: requírese tecnoloxía DWDM/CWDM. Por exemplo, un sistema DWDM de 100 G que funcione na banda O pode admitir ducias de canles de lonxitude de onda de alta densidade.
Consideracións sobre custos:
Módulo de lonxitude de onda fixa: o prezo unitario inicial é relativamente baixo, pero é necesario ter en stock pezas de reposto de modelos de varias lonxitudes de onda.
Módulo de lonxitude de onda sintonizable: o investimento inicial é relativamente elevado, pero mediante o axuste do software, pode abarcar múltiples lonxitudes de onda, simplificar a xestión de pezas de reposto e, a longo prazo, reducir a complexidade e os custos de operación e mantemento.
Escenario de aplicación:
Interconexión de centros de datos (DCI): as solucións DWDM de alta densidade e baixa potencia son as habituais.
Fronthaul 5G: cos altos requisitos de custo, latencia e fiabilidade, os módulos bidireccionais de fibra única (BIDI) de deseño industrial son unha opción común.
Rede de parques empresariais: dependendo dos requisitos de distancia e ancho de banda, pódense seleccionar módulos CWDM de baixa potencia, de media a curta distancia ou de lonxitude de onda fixa.
3. Conclusión: Evolución tecnolóxica e consideracións futuras
A tecnoloxía dos módulos ópticos continúa a iterarse rapidamente. Novos dispositivos como os interruptores selectivos de lonxitude de onda (WSS) e o cristal líquido sobre silicio (LCoS) están a impulsar o desenvolvemento de arquitecturas de rede óptica máis flexibles. As innovacións dirixidas a bandas específicas, como a banda O, optimizan constantemente o rendemento, como a redución significativa do consumo de enerxía dos módulos e o mantemento dunha marxe suficiente de relación sinal-ruído óptico (OSNR).
Na construción de redes futuras, os enxeñeiros non só precisan calcular con precisión a distancia de transmisión ao seleccionar lonxitudes de onda, senón tamén avaliar exhaustivamente o consumo de enerxía, a adaptabilidade á temperatura, a densidade de despregamento e os custos de funcionamento e mantemento do ciclo de vida completo. Os módulos ópticos de alta fiabilidade que poden funcionar de forma estable durante decenas de quilómetros en ambientes extremos (como -40 ℃ de frío intenso) están a converterse nun soporte clave para ambientes de despregamento complexos (como estacións base remotas).
Data de publicación: 18 de setembro de 2025