Zuntz optikoaren bidezko komunikazioaren munduan, argiaren uhin-luzera hautatzea irrati-estazio bat sintonizatzea bezalakoa da: maiztasun egokia aukeratuz bakarrik transmititu daitezke seinaleak argi eta egonkor. Zergatik dute modulu optiko batzuek 500 metroko transmisio-distantzia, eta beste batzuek, berriz, ehunka kilometroko hedadura dute? Sekretua argiaren kolorean datza, hau da, zehatzago esanda, argiaren uhin-luzeran.
Komunikazio optiko sare modernoetan, uhin-luzera desberdineko modulu optikoek rol oso desberdinak jokatzen dituzte. Hiru uhin-luzera nagusiek —850nm, 1310nm eta 1550nm— komunikazio optikoaren oinarrizko esparrua osatzen dute, bakoitza transmisio-distantzian, galera-ezaugarrietan eta aplikazio-eszenatokietan espezializatuta.
Zergatik behar dira uhin-luzera anitz?
Modulu optikoetan uhin-luzeraren aniztasunaren erroko arrazoia zuntz optikoko transmisioan dauden bi erronka nagusitan datza: galera eta dispertsioa. Seinale optikoak zuntz optikoetan transmititzen direnean, energiaren ahultzea (galera) gertatzen da ingurunearen xurgapenaren, sakabanaketaren eta ihesaren ondorioz. Aldi berean, uhin-luzeraren osagai desberdinen hedapen-abiadura irregularrak seinalearen pultsuaren zabalera (sakabanaketa) eragiten du. Horrek uhin-luzera anitzeko irtenbideak sortu ditu:
850nm-ko banda: batez ere zuntz optiko multimodalean funtzionatzen du, transmisio-distantziak ehunka metro batzuetatik (adibidez, ~550 metro) bitartekoak izanik, eta distantzia laburreko transmisiorako indar nagusia da (datu-zentroetan bezala).
1310nm-ko banda: Dispertsio baxuko ezaugarriak erakusten ditu zuntz monomodal estandarretan, hamarnaka kilometroko transmisio-distantzien bidez (adibidez, ~60 kilometro), eta horrek distantzia ertaineko transmisioaren bizkarrezurra bihurtzen du.
1550nm-ko banda: Atenuazio-tasa baxuenarekin (0,19dB/km inguru), transmisio-distantzia teorikoak 150 kilometro baino gehiago izan ditzake, distantzia luzeko eta baita ultra-distantziako transmisioen errege bihurtuz.
Uhin-luzera zatitzeko multiplexazio (WDM) teknologiaren gorakadak zuntz optikoen edukiera asko handitu du. Adibidez, zuntz bidirekzional bakarreko (BIDI) modulu optikoek komunikazio bidirekzionala lortzen dute zuntz bakarrean, uhin-luzera desberdinak erabiliz (adibidez, 1310nm/1550nm konbinazioa) transmisio eta harrerako muturretan, zuntz baliabideak nabarmen aurreztuz. Uhin-luzera Zatitzeko Multiplexazio Trinkoaren (DWDM) teknologia aurreratuagoak uhin-luzera tarte oso estua lor dezake (adibidez, 100GHz) banda espezifikoetan (adibidez, 1260-1360nm O banda), eta zuntz bakar batek dozenaka edo ehunka uhin-luzera kanal onar ditzake, transmisio-ahalmen osoa Tbps mailara handituz eta zuntz optikoaren potentziala guztiz askatuz.
Nola hautatu zientifikoki modulu optikoen uhin-luzera?
Uhin-luzera aukeratzerakoan, honako faktore nagusi hauek arretaz aztertu behar dira:
Transmisio-distantzia:
- Distantzia laburra (≤ 2km): hobe 850nm (zuntz multimodoa).
- Distantzia ertaina (10-40km): 1310nm-rako egokia (zuntz monomodala).
- Distantzia luzea (≥ 60km): 1550nm (zuntz monomodala) hautatu behar da, edo anplifikadore optiko batekin konbinatuta erabili.
Edukiera-eskakizuna:
- Ohiko negozioa: Uhin-luzera finkoko moduluak nahikoak dira.
- Ahalmen handiko eta dentsitate handiko transmisioa: DWDM/CWDM teknologia behar da. Adibidez, O bandan funtzionatzen duen 100G-ko DWDM sistema batek dentsitate handiko uhin-luzera kanal ugari onar ditzake.
Kostuei buruzko gogoetak:
- Uhin-luzera finkoko modulua: Hasierako unitate-prezioa nahiko baxua da, baina ordezko piezen uhin-luzera anitzeko modeloak stockean eduki behar dira.
- Uhin-luzera sintonizagarriko modulua: Hasierako inbertsioa nahiko handia da, baina softwarearen doikuntzaren bidez, uhin-luzera anitz estali ditzake, ordezko piezen kudeaketa erraztu eta, epe luzera, funtzionamendu eta mantentze-lanen konplexutasuna eta kostuak murriztu.
Aplikazioaren eszenatokia:
- Datu Zentroen Interkonexioa (DCI): Dentsitate handiko eta potentzia txikiko DWDM irtenbideak ohikoak dira.
- 5G aurrealdea: Kostu, latentzia eta fidagarritasun eskakizun handiak dituztenez, industria-mailako zuntz bakarreko bidirekzional moduluak (BIDI) aukera ohikoa dira.
- Enpresa-parkeen sarea: Distantziaren eta banda-zabaleraren beharren arabera, potentzia txikiko, distantzia ertain eta laburrerako CWDM edo uhin-luzera finkoko moduluak hauta daitezke.
Ondorioa: Bilakaera teknologikoa eta etorkizuneko gogoetak
Modulu optikoen teknologiak azkar eboluzionatzen jarraitzen du. Uhin-luzera hautatzeko etengailuak (WSS) eta silizio gaineko kristal likidoa (LCoS) bezalako gailu berriek sare optikoen arkitektura malguagoen garapena bultzatzen ari dira. Banda espezifikoei zuzendutako berrikuntzek, hala nola O-bandari, etengabe optimizatzen dute errendimendua, hala nola moduluaren energia-kontsumoa nabarmen murrizten duten bitartean seinale-zarata erlazio optikoaren (OSNR) marjina nahikoa mantenduz.
Etorkizuneko sareen eraikuntzan, ingeniariek ez dute soilik transmisio-distantzia zehatz-mehatz kalkulatu behar uhin-luzerak hautatzerakoan, baita energia-kontsumoa, tenperaturaren egokitzapena, hedapen-dentsitatea eta bizitza-ziklo osoko funtzionamendu- eta mantentze-kostuak ere ebaluatu behar dituzte. Muturreko inguruneetan (adibidez, -40 ℃ hotz handian) hamarnaka kilometroz egonkor funtziona dezaketen fidagarritasun handiko modulu optikoak funtsezko laguntza bihurtzen ari dira hedapen-ingurune konplexuetarako (adibidez, urruneko oinarrizko estazioak).
Argitaratze data: 2025eko urriaren 17a