في عصر تقنيات الاتصال البصرية السريعة ، أصبحت العالية ذات السرعة العالية ، وسعة كبيرة ، ونقل المسافات الطويلة متطلبات أساسية لشبكات الاتصالات العالمية. باعتبارها مادة حرجة تدعم 400 جم/800 جرام ونقل على مستوى TBPS المستقبلي ، ظهرت ألياف G654E كـ "اختيار ذهبي" لخمسة جرام ، والكابلات الغواصة ، وترقيات شبكة العمود الفقري ، وغيرها من السيناريوهات ، وذلك بفضل تصميمها الفريد الذي يضم توهينًا فريدًا منخفضًا ومساحة فعالة كبيرة. تستكشف هذه المقالة كيف تقود ألياف G654E الشبكات البصرية إلى "عصر السرعة العليا للغاية" من خلال تحليل مبادئها الفنية ، ومزايا الأداء ، وسيناريوهات التطبيق الرئيسية.
أنا. الاختراقات التكنولوجية الأساسية للألياف G654E
تتضمن الألياف G654E ، المعرفة في معيار ITU-T بأنها "ألياف أحادية الوضع المفردة ذات الطول الموجي القطع" ، تحسنًا مهمتين على الألياف التقليدية G.652:
ultra-low معامل التوهين
يمكن أن يكون معامل التوهين لـ G654E في نافذة 155 {2}} nm منخفضة مثل {4}}. 15 db/km (مقارنة بـ 0. هذا التحسين يمتد مباشرة مسافات انتقال غير مضمونة. على سبيل المثال ، في أنظمة تعديل QPSK 400G ، يزيد G654E من أطوال الامتداد بأكثر من 20 ٪ ، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة نشر المكرر وصيانته.
التصميم الفعال للمنطقة الفعالة
تتم زيادة مساحة G654E الفعالة (AEFF) من 80 ميكرومتر مربع في الألياف التقليدية إلى 110-130 ميكرومتر مربع. تقلل المساحة الأساسية الأكبر من كثافة الطاقة البصرية ، مما يثبط بشكل فعال التأثيرات غير الخطية مثل نثر Brillouin المحفز (SBS) وخلط الموجة ذات الأربع (FWM). يتيح ذلك التشغيل المستقر عند مستويات طاقة الإدخال الأعلى ، مما يجعله مثاليًا لسيناريوهات نسبة البذرة عالية.
التوافق المتوافق والموثوقية
مع الحفاظ على نفس الطول الموجي القطع (1260 نانومتر) كألياف G.652 ، فإن G654E يحسن الهياكل الهندسية (على سبيل المثال ، حساسية الانتعاش الكلي المنخفض) لضمان التوافق مع المعدات الحالية وتلبية متطلبات الاستقرار طويلة الأجل في البيئات القاسية (على سبيل المثال ، التمرات السفلية أو Desert).
ii. مقارنة الأداء: G654E مقابل الألياف التقليدية
|
المعلمة |
G.652d (الألياف التقليدية) |
G654E |
|
معامل التوهين (1550 نانومتر) |
{{0}}. 19–0.22 db/km |
أقل من أو يساوي 0. 15 ديسيبل/كم |
|
منطقة فعالة (AEFF) |
80–85 μm² |
110–130 μm² |
|
عتبة غير خطية |
قليل |
50 ٪+ تحسين |
|
معدل الإرسال المدعوم |
أقل من أو يساوي 200 جم |
400G/800G/1T |
|
طول المدى النموذجي |
60-80 كم |
100-120 كم |
iii. أربعة سيناريوهات تطبيق رئيسية لـ G654E
submarine أنظمة كابل
تتطلب بيئات الغواصة توهينًا منخفضًا للغاية وموثوقية عالية. تتيح خصائص الخسارة المنخفضة للغاية من G654E امتدادات الكابل تحت سطح البحر التي تتجاوز 120 كم ، مما يقلل من عدد الروايات. على سبيل المثال ، اعتمد نظام غواصة بوابة آسيا والمحيط الهادئ (APG) في تشاينا موبايل G654E في بعض الأجزاء ، مما حقق قدرات أحادية الألياف تصل إلى 48 تيرابايت.
400g/800g شبكات العمود الفقري
في شبكات المترو/العمود الفقري للاستفادة من توسيع نطاق C+L ، يدعم G654E نسب الإشارة إلى الضوضاء البصرية الأعلى (OSNR) ، مما يتيح نقل غير مضمّن ل 400 جم QPSK و 800G 16QAM. نشرت China Telecom G654E على نطاق واسع في شبكات العمود الفقري الإقليمي مثل دلتا نهر اليانغتسي ومنطقة خليج الكبرى.
data Center Interconnect (DCI)
تتطلب مراكز البيانات الفائقة الدقة اتصالات منخفضة النطاق عالي النطاق. تقلل إمكانات G654E الطويلة من العقد من التتابع ، مما يقلل من الكمون واستهلاك الطاقة. يعطي Google و Facebook الأولوية G654E في شبكات DCI الخاصة بهم.
5g fronthaul و backhaul
في سيناريوهات النشر الكثيفة 5G ، يمتد G654E مسافات رابط Fronthaul (على سبيل المثال ، من 10 كم إلى 30 كم) ، وخفض كثافة المحطة الأساسية. هذا قيمة بشكل خاص لتغطية المنطقة البعيدة.
iv. تحديات النشر والحلول
على الرغم من مزاياها ، يتطلب نشر G654E الانتباه إلى:
splice control : قد تزيد ألياف المساحة الفعالة الأكبر من فقدان لصق (عادةً ~ {0}}. تعتبر أجهزة الربط الانصهار عالي الدقة والمعلمات المحسنة ضرورية.
Bend Loss Management: G654E's bend resistance is slightly lower than G.652. Avoid tight bends during installation (recommended bend radius >30 مم).
اعتبارات Cost : تكلفة G654E 1.5-2 × أكثر من G.652 ، ولكن متطلبات المكرر المنخفضة في سيناريوهات طويلة المدى/عالية السرعة تعوض الاستثمارات الأولية.
v. التوقعات المستقبلية: G654E و multiplexing division
مع اقتراب ألياف الوضع الواحد من حد Shannon ، قد تتكامل G654E مع تقنيات الإرسال المضاعفة للفضاء (SDM) مثل الألياف متعددة النواة (MCF) والألياف القليلة الوضع (FMF) لكسر الحواجز السعة. على سبيل المثال ، أظهرت NTT Labs في اليابان 7- Core MCF باستخدام تصميم G654E ، لتحقيق قدرات ألياف واحدة من 10 PBPS-A الأساس لعصر 6G.
خاتمة
لا تمثل G654E Fiber قفزة في العلوم المادية فحسب ، بل تمثل أيضًا حجر الزاوية في الشبكات البصرية ذات السرعة العالية الفائقة الطول. مع نمو حركة البيانات العالمية بنسبة 30 ٪ سنويًا ، يجب على المشغلين وبائعي المعدات تحديد أولويات اختيار الألياف ، ويستعد G654E ليصبح "المعيار" للاتصال البصري من الجيل التالي. بالنسبة للمؤسسات ، يترجم تبني حلول G654E المتوافقة مع التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) وقابلية التوسع في المستقبل. في عصر "Data Leluge" ، يعيد G654E تعريف حدود الاتصال البصري.