In mundo communicationis fibrae opticae, selectio longitudinis undae lucis similis est adaptationi frequentiae radiophonicae et selectioni canalis. Solum per selectionem "canalis" recti signum clare et stabile transmitti potest. Cur nonnulli moduli optici distantiam transmissionis tantum quingentorum metrorum habent, alii autem per centena chiliometra extendi possunt? Mysterium in "colore" illius radii lucis latet – accuratius, in longitudine undae lucis.
In hodiernis retibus communicationis opticae, moduli optici diversarum longitudinum undarum partes omnino diversas agunt. Tres longitudines undarum principales, 850nm, 1310nm, et 1550nm, structuram fundamentalem communicationis opticae formant, cum clara divisione laboris secundum distantiam transmissionis, proprietates iacturae, et condiciones applicationis.
1. Cur nobis pluribus longitudinibus undarum opus sunt?
Causa principalis diversitatis longitudinis undae in modulis opticis in duobus maioribus difficultatibus transmissionis fibrarum opticarum iacet: amissione et dispersione. Cum signa optica in fibris opticis transmittuntur, attenuatio (amissio) energiae ob absorptionem, dispersionem, et effusionem medii fit. Simul, inaequalis celeritas propagationis diversarum partium longitudinis undae dilatationem (dispersionem) impulsuum signalium efficit. Hoc ad solutiones multi-undarum perduxit:
• Fascia 850nm:praecipue in fibris opticis multimodalibus operatur, cum distantiis transmissionis typice a paucis centum metris (velut ~550 metra) variantibus, et est vis principalis transmissionis brevis distantiae (velut intra centra datorum).
• Fascia 1310nm:Proprietates dispersionis humilis in fibris monomodalibus normalibus exhibet, cum distantiis transmissionis usque ad decem chiliometra (velut ~60 chiliometra), ita ut sit spina dorsalis transmissionis mediae distantiae.
• Fascia 1550nm:Minima attenuatione (circiter 0.19dB/km), distantia transmissionis theoretica 150 chiliometra excedere potest, eam regem transmissionis longae distantiae atque etiam longissimae distantiae faciens.
Incrementum technologiae multiplexationis divisionis longitudinis undae (WDM) capacitatem fibrarum opticarum magnopere auxit. Exempli gratia, moduli optici bidirectionales fibrae singularis (BIDI) communicationem bidirectionalem in fibra singulari efficiunt utens longitudinibus undarum diversis (velut combinatione 1310nm/1550nm) in finibus transmittendis et recipiendis, opes fibrae significanter conservantes. Technologia multiplexationis divisionis longitudinis undae densae (DWDM) provectior spatium longitudinis undae angustissimum (velut 100GHz) in fasciis specificis (velut fascia O 1260-1360nm) consequi potest, et fibra singularis duodecim vel etiam centum canales longitudinis undae sustinere potest, capacitatem transmissionis totalem ad gradum Tbps augens et potentiam fibrarum opticarum plene liberans.
2. Quomodo scientifica ratione longitudinis undae modulorum opticorum eligenda est?
Delectus longitudinis undae diligenter considerationem sequentium factorum praecipuorum requirit:
Distantia transmissionis:
Brevis distantia (≤ 2km): praefertim 850nm (fibra multimodalis).
Media distantia (10-40km): apta 1310nm (fibrae monomodalis).
Longa distantia (≥ 60km): 1550nm (fibra monomodalis) eligenda est, vel cum amplificatore optico coniuncta adhibenda.
Requisitum capacitatis:
Negotium conventionale: Moduli longitudinis undae fixae sufficiunt.
Magna capacitatis, transmissio densitatis altae: technologia DWDM/CWDM requiritur. Exempli gratia, systema DWDM 100G in banda O operans plurimos canales longitudinis undae densitatis altae sustinere potest.
Considerationes de impensis:
Modulus longitudinis undae fixae: Pretium unitatis initiale relative humile est, sed exempla plurium longitudinis undae partium substitutarum in promptu haberi debent.
Modulus longitudinis undae adaptabilis: Initiale sumptum satis magnum est, sed per adaptationem programmatis, multas longitudines undarum tegere, administrationem partium reservarum simplificare, et diuturno tempore, complexitatem et sumptus operationis et sustentationis reducere potest.
Scenario applicationis:
Interconnexio Centrorum Datorum (ICD): Solutiones DWDM altae densitatis et parvae potentiae vulgatae sunt.
Transmissio frontis 5G: Cum magnis requisitis sumptus, latentiae, et fidelitatis, moduli bidirectionales fibrae singularis (BIDI) gradu industriali designati electio communis sunt.
Rete horti publici: Pro distantia et requisitis latitudinis transmissionis, moduli CWDM parvae potentiae, mediae vel brevis distantiae vel moduli longitudinis undae fixae seligi possunt.
3. Conclusio: Evolutio Technologica et Considerationes Futurae
Technologia modulorum opticorum celeriter iteratur. Nova instrumenta, ut commutatores selectivi longitudinis undae (WSS) et crystallus liquidus in silicio (LCoS), progressionem architecturarum retium opticarum flexibiliorum impellunt. Innovationes certas bandas, ut bandam O, spectantes, perpetuo efficientiam optimizant, exempli gratia, consumptionem potentiae modulorum significanter reducendo, dum satis margo rationis signi optici ad strepitum (OSNR) servatur.
In futura constructione retium, ingeniariis non solum accurate distantiam transmissionis computandum est cum longitudines undarum eligunt, sed etiam plene consumptionem energiae, adaptabilitatem temperaturae, densitatem dispositionis, et sumptus operationis et sustentationis per totum cyclum vitae aestimare necesse est. Moduli optici altae fidelitatis, qui stabile per decem chiliometra in condicionibus extremis (velut frigore severo -40 ℃) operari possunt, auxilium clavem fiunt pro condicionibus dispositionis complexis (velut stationibus basicis remotis).
Tempus publicationis: XVIII Septembris, MMXXXV