万兆光模块应用中1310波长和1550波长的技术特点

        1. 光通信波长

       万兆光模块通信应用中波长有三个窗口，分别是850nm窗口、1310nm和1550nm窗口。850nm 应用于多模光纤，1310nm和1550nm 应用于单模光纤。通常单模光纤实际应用时用户会有疑问，1310nm波长和1550nm波长有什么优劣，我们该如何选择波长呢？本文我们就探讨这个问题。

       2. 1310nm 对战 1550nm

       2.1 衰减特性

       不同波长的光信号在单位长度的光纤传输时会有不同的衰减系数，我们以G652 光纤为例，下图1为不同波长的光信号传输衰减情况：

图1 不同波长传输衰减系数示意图

       如上图所示：在G652 C&D光纤上 1270nm 波长衰减系数α=0.46dB/km， 1310nm 波长衰减系数α=0.42dB/km， 1550nm 波长衰减系数α=0.28dB/km。光信号在光纤上传输衰耗：Loss = α * L （其中Loss单位为dB，α单位dB/km，L单位km）。

表1 不同波长不同传输距离衰减试算

       2.2 色散特性

       色散（Dispersion）也称为脉冲展宽，是光信号在光纤中传输的物理特性，具体表现为：输入信号脉冲是分开的，不相互重叠；输出脉冲呈现脉冲展宽，导致脉冲重叠，脉冲之间无法区分；光纤带宽随着色散的增加而减小 。具体如下图所示：

图2 色散-传输脉冲展宽示意图

      不同波长的光信号在光纤中传输色散是有差异的，如下图4所示：

图3 不同波长传输色散系数示意图

       其中色散系数 D（单位ps/nm.km），在G652 C&D光纤上 1310nm 波长色散系数（最大）D=0.91ps/nm.km， 1330nm 波长色散系数（最大）D=2.7ps/nm.km， 1550nm 波长色散系数（最大）D=18.2ps/nm.km。光信号在光纤上传输色散脉冲展宽：CD = D * L （其中CD单位为ps，D单位ps/nm.km，L单位km）。

       3. 万兆1310波长和1550波长光模块参数对比

       万兆1310波长光模块技术上使用的不带制冷器的DFB激光器，成本较低，光模块入纤功率可以到1-2mW左右，激光器工作电流通常在30-50mA左右，模块常温功耗在0.8W左右，由于光纤衰耗比较大，传输距离通常在40km以内，1310波长光模块可以大量使用在几百米到几十公里的应用场景；万兆1550波长的光模块技术上通常需要使用带制冷器的EML激光器，光模块入纤功率可以到1-2mW左右，激光器工作电流通常在70-100mA左右，模块常温功耗小于1.2W，高温75℃情况下TEC电流增大模块功耗会到1.5W，通常应用在40-80km光纤传输环境中，由于40-80KM的应用场景少，部件多且加工更复杂，该类模块相对比较昂贵。两种波长万兆光模块具体的参数对比如下图所示：

表2 1310波长光模块与1550波长光模块对比

       因此我们在实际的项目应用中要根据链路的传输距离、光纤的衰减系数、色散系数、功耗控制要求和成本预算来综合选择模块的类型和波长。

        摩泰光电可以提供上述两种波长的光模块产品，欢迎大家选购。