Miben különbözik egy 1550 nm-es, közvetlenül modulált optikai adó a külsőleg modulált rendszerektől?

A modern száloptikai kommunikációban az optikai adók kritikus komponensek az adatok nagy távolságra történő, minimális veszteséggel történő továbbításához. Ezek közül az 1550 nm-es hullámhosszú rendszereket széles körben használják az alacsony szálcsillapítás és a szabványos egymódusú szálakkal való kompatibilitás miatt. Az optikai távadók besorolhatók közvetlenül modulált vagy külső modulált kategóriába, amelyek mindegyike eltérő működési elvekkel és alkalmazási előnyökkel rendelkezik.

A közvetlenül és a külsőleg modulált 1550 nm-es adók közötti különbségek megértése alapvető fontosságú a hálózattervezők, mérnökök és rendszerintegrátorok számára, akiknek célja az optikai hálózatok teljesítményének, megbízhatóságának és költségének optimalizálása.

A közvetlen moduláció elvei

A 1550 nm-es, közvetlenül modulált optikai adó (DM-OTX) közvetlenül modulálja a lézerfény intenzitását a lézerdióda befecskendezési áramának változtatásával. Az elektromos adatjel meghajtja a lézert, és optikai impulzusokat állít elő, amelyek megfelelnek a digitális 0-nak és 1-nek. Ez a megközelítés leegyszerűsíti a tervezést, csökkenti az alkatrészek számát és csökkenti a költségeket, így a DM távadók alkalmasak a rövid és közepes távolságú alkalmazásokra.

A közvetlenül modulált lézerek azonban olyan belső korlátokkal szembesülnek, mint például a csipogás – ez az intenzitásmodulációval összefüggő frekvenciaváltozás –, amelyek a jelek nagy távolságokon történő szétszóródásához vezethetnek, korlátozva a hatékony átviteli tartományt további diszperziókompenzáció nélkül.

A külső moduláció alapelvei

A külső modulált optikai adók (EM-OTX) folyamatos hullámú (CW) lézerrel és külső modulátorral, jellemzően Mach-Zehnder modulátorral (MZM) működnek, hogy az adatokat az optikai hordozóra kódolják. Ez a megközelítés elválasztja a lézergenerálást a modulációs folyamattól, minimálisra csökkenti a csipogást, és lehetővé teszi a nagyobb sebességű átvitelt, csökkentett diszperziós büntetéssel.

A külső moduláció kiváló jelintegritást biztosít a hosszú távú hálózatokhoz, a sűrű hullámhossz-osztásos multiplexelési (DWDM) rendszerekhez, valamint a nagy sebességű metró- és gerinchálózatokhoz képest, de a közvetlen modulációhoz képest magasabb költséggel és összetettséggel jár.

Teljesítmény-összehasonlítás

Alkalmazások és használati esetek

A közvetlenül modulált 1550 nm-es adókat gyakran használják hozzáférési hálózatokban, kábeltelevíziós rendszerekben és rövid távú metrókapcsolatokban, ahol a költséghatékonyság és a mérsékelt átviteli távolság a prioritás. Passzív optikai hálózatokhoz (PON) és egyszerű pont-pont összeköttetésekhez alkalmasak.

A külső modulált adók ezzel szemben ideálisak a hosszú távú távközlési, DWDM gerinchálózatokhoz, tengeralattjáró rendszerekhez és nagy sebességű adatközponti összeköttetésekhez. A csökkentett csipogás és a jobb jelminőség nagyobb hatótávolságot és magasabb spektrális hatékonyságot tesz lehetővé.

Előnyök és korlátok

A közvetlen moduláció előnyei

• Költséghatékony és kompakt kialakítás kevesebb komponenssel.
• Könnyű integrálhatóság hozzáférési hálózatokba és PON rendszerekbe.
• Alacsony energiafogyasztás, alkalmas kisebb telepítésekhez.

A közvetlen moduláció korlátai

• Magas csipogás, ami korlátozott átviteli távolságot eredményez.
• Alacsonyabb maximális adatátviteli sebesség a külső modulációhoz képest.
• Érzékenyebb a száldiszperziós hatásokra.

A külső moduláció előnyei

• Minimális csipogás, amely lehetővé teszi a hosszú távú átvitelt.
• Támogatja a nagy sebességű adatátviteli sebességet (≥40 Gbps) a gerinchálózatok számára.
• Jobb jelminőség és spektrális hatékonyság a DWDM alkalmazásokhoz.

A külső moduláció korlátai

• Magasabb költség és bonyolultabb kialakítás.
• A modulátor előfeszítésének és hőmérsékletének pontos szabályozását igényli.
• Nagyobb helyigény a közvetlenül modulált rendszerekhez képest.

Tervezési szempontok a hálózati telepítéshez

A hálózati mérnököknek figyelembe kell venniük a költségek, az átviteli távolság, az adatsebesség és a környezeti feltételek közötti kompromisszumot, amikor közvetlenül és külsőleg modulált 1550 nm-es adók közül választanak. A kulcsfontosságú tényezők közé tartozik a szál típusa, a kromatikus diszperzió, a szükséges optikai teljesítmény és a rendszer méretezhetősége.

Költségérzékeny, rövidebb kapcsolatok esetén a közvetlen modulációt részesítik előnyben, míg a külső modulációt a hosszú távú, nagy sebességű és DWDM-kompatibilis hálózatok esetében, ahol a teljesítmény nem sérülhet.

Következtetés

Az 1550 nm-es közvetlenül modulált és a külső modulációjú optikai adók különböző szerepet töltenek be a száloptikai hálózatokban. A közvetlen moduláció egyszerűséget, költséghatékonyságot és megfelelő teljesítményt kínál rövid és közepes távolságokra, míg a külső moduláció kiváló jelintegritást, hosszú távú képességet és nagy sebességű támogatást biztosít a gerinchálózatok számára.

A megfelelő távadó kiválasztása az alkalmazási követelményektől, a hálózat kialakításától és a költségvetési szempontoktól függ. A műszaki különbségek megértése biztosítja az optimális rendszerteljesítményt, minimális jelromlást és a modern száloptikai kommunikációs hálózatok hatékony kiépítését.