Дальность передачи оптических модулей ограничена сочетанием физических и инженерных факторов, которые в совокупности определяют максимальное расстояние, на которое оптические сигналы могут эффективно передаваться по оптическому волокну. В этой статье рассматриваются несколько наиболее распространенных ограничивающих факторов.
Во-первых,тип и качество оптического источника светаиграют решающую роль. В приложениях с малой дальностью действия обычно используются более дешевые варианты.Светодиоды или VCSEL-лазерыв то время как трансмиссии средней и большой дальности полагаются на более высокую производительность.лазеры с распределенной обратной связью (DFB) или эмиссионным лазером (EML)Выходная мощность, ширина спектра и стабильность длины волны напрямую влияют на пропускную способность.
Второй,затухание волокнаЭто один из основных факторов, ограничивающих дальность передачи. По мере распространения оптических сигналов по волокну они постепенно ослабевают из-за поглощения материалом, рэлеевского рассеяния и потерь на изгибе. Для одномодового волокна типичное затухание составляет около0,5 дБ/км на длине волны 1310 нми может быть очень низким.0,2–0,3 дБ/км на длине волны 1550 нмВ отличие от этого, многомодовое волокно демонстрирует гораздо более высокое затухание.3–4 дБ/км на длине волны 850 нмИменно поэтому многорежимные системы, как правило, ограничены связью на коротких расстояниях — от нескольких сотен метров до примерно 2 км.
Кроме того,дисперсионные эффектыЗначительно ограничивают дальность передачи высокоскоростных оптических сигналов. Дисперсия, включая дисперсию материала и дисперсию волновода, приводит к расширению оптических импульсов во время передачи, вызывая межсимвольные помехи. Этот эффект становится особенно сильным при скоростях передачи данных, равных10 Гбит/с и вышеДля уменьшения рассеивания сигнала в системах дальней связи часто используютсядисперсионно-компенсирующее волокно (DCF)или использоватьлазеры с узкой шириной линии излучения в сочетании с передовыми форматами модуляции.
В то же время,рабочая длина волныПропускная способность оптического модуля тесно связана с дальностью передачи.полоса 850 нмВ основном используется для передачи данных на короткие расстояния по многомодовому оптоволокну.полоса 1310 нмСоответствующее окну нулевой дисперсии одномодового волокна, подходит для применения на средних расстояниях.10–40 км. Theполоса 1550 нмобеспечивает наименьшее затухание и совместим сВолоконные усилители, легированные эрбием (EDFA)что делает его широко используемым для передачи данных на большие и сверхбольшие расстояния.40 км, такой как80 км или даже 120 кмссылки.
Сама скорость передачи также накладывает обратное ограничение на расстояние. Более высокие скорости передачи данных требуют более строгих соотношений сигнал/шум на приемнике, что приводит к снижению чувствительности приемника и уменьшению максимальной дальности действия. Например, оптический модуль, поддерживающий40 км при скорости 1 Гбит/сможет быть ограниченоменее 10 км при скорости 100 Гбит/с.
Более того,экологические факторыТакие факторы, как колебания температуры, чрезмерное изгибание волокна, загрязнение разъемов и старение компонентов, могут приводить к дополнительным потерям или отражениям, еще больше сокращая эффективную дальность передачи. Также стоит отметить, что волоконно-оптическая связь не всегда работает по принципу «чем короче, тем лучше». Часто существуют определенные ограничения.минимальное требование к дальности передачи(например, для одномодовых модулей обычно требуется ≥2 метра) для предотвращения чрезмерного оптического отражения, которое может дестабилизировать лазерный источник.
Дата публикации: 29 января 2026 г.