Оптическое волокно
Оптоволоконный кабель ADSS
Волоконно-оптический кабель ASU
Оптоволоконный кабель FTTH
Волоконно-оптический кабель типа "8"
Оптоволоконный кабель OPGW
Коаксиальный кабель
Кабель Ethernet
Фотоэлектрический композитный волоконно-оптический кабель
Подземные и трубопроводные оптоволоконные кабели
Микроволоконный кабель с воздушной продувкой
Внутренний оптоволоконный кабель
Распределительная коробка для оптоволоконных кабелей
Многопортовый сервисный терминал
Клеммная коробка для оптоволоконных кабелей
Оптоволоконный соединительный кабель
Зажимы для оптоволоконных кабелей
Фитинги для оптоволоконных кабелей
Волоконно-оптический кабель ADSS
Волоконно-оптический кабель ASU
Волоконно-оптический кабель OPGW
Волоконно-оптический кабель FTTH
Волоконно-оптический кабель типа "восьмерка"
Фотоэлектрический композитный волоконный кабель
Подземные и трубопроводные волоконно-оптические кабели
Микроволоконный кабель с воздушной продувкой
Воздушный волоконно-оптический кабель
Внутренний оптоволоконный кабель
Клеммная коробка для оптоволоконных кабелей
Распределительная коробка для оптоволоконных кабелей
Многопортовый сервисный терминал
Зажимы для оптоволоконных кабелей
О нас
Наша команда
История
Сила НИОКР
Производственная база
Складское хозяйство и логистика
Качество
Часто задаваемые вопросыКомплексный анализ шести основных диапазонов длин волн оптической связи.
2026-06-04
Оптическое волокно обеспечивает передачу сигнала за счет полного внутреннего отражения инфракрасного света внутри кремниевого сердечника. Ограниченные собственными потерями поглощения в кремнии, рэлеевским рассеянием, поглощением инфракрасного излучения и затуханием пика гидроксильной воды, в мировой индустрии оптической связи стандартизированы шесть основных коммерческих диапазонов длин волн: 850 нм, 1310 нм, 1383 нм, 1490 нм, 1550 нм и 1625 нм. Эти длины волн охватывают сценарии использования в локальных сетях ближнего действия, городских сетях, магистральных сетях дальней связи, оптоволоконном доступе PON, оптическом усилении и тестировании оптических волокон. Существуют существенные различия в коэффициенте затухания, хроматической дисперсии, максимальной дальности передачи, согласовании оптоэлектронных компонентов и выборе волокна в разных диапазонах длин волн, которые служат фундаментальными критериями для выбора характеристик волокна, проектирования и исследований и разработок оптических компонентов. Данная статья состоит из трех основных разделов: подробные оптические характеристики шести диапазонов длин волн, горизонтальное сравнение технических характеристик основных волокон и классификация волокон и их практического применения для каждой длины волны.
Глава 1. Подробные оптические характеристики шести классических диапазонов длин волн волоконно-оптической связи.
1.1 850 нм (коротковолновое окно, первое окно оптической связи)
850 нм — это самая ранняя коммерциализированная длина волны связи, используемая исключительно в многомодовом оптическом волокне. Основной причиной потерь является рэлеевское рассеяние, затухание которого обратно пропорционально четвертой степени длины волны. Из-за короткой оптической длины волны типичное затухание в волокне составляет от 2,5 до 3,0 дБ/км, что является самым высоким уровнем потерь среди шести диапазонов длин волн. На длине волны 850 нм отсутствует точка нулевой дисперсии; комбинированная материальная дисперсия и межмодовая дисперсия значительно расширяют оптические импульсы и ограничивают дальность передачи. Для многомодового волокна OM1 и OM2 максимальная дальность Gigabit Ethernet составляет 550 м и 220 м соответственно на длине волны 850 нм, в то время как 10G Ethernet поддерживает только 33 м (OM1) и 82 м (OM2).
Вертикально-резонаторные поверхностно-излучающие лазеры (VCSEL) являются стандартными источниками света для этого диапазона, отличаясь компактными размерами, низкой стоимостью и отсутствием необходимости в дополнительном охлаждении. Низкая сложность сопряжения значительно снижает стоимость сборки системы. Ограниченный высоким затуханием и дефектами дисперсии, диапазон 850 нм используется в кабельных сетях малого радиуса действия внутри помещений, но широко применяется в системах межсоединений центров обработки данных и структурированных кабельных системах.
1.2 1310 нм (окно нулевой дисперсии, второе коммуникационное окно)
В соответствии со стандартом ITU-T, длина волны 1310 нм является эталонной длиной волны с нулевой дисперсией для одномодового волокна G.652. Дисперсия материала компенсирует дисперсию волновода в этом диапазоне, создавая хроматическую дисперсию, близкую к нулю, около 0 пс/(нм·км), и устраняя искажения импульса, вызванные дисперсией, без дополнительных модулей компенсации дисперсии. Собственное затухание волокна снижается до 0,33–0,38 дБ/км без явного пикового поглощения гидроксильной воды, что делает его предпочтительным вариантом для пассивной оптической передачи «точка-точка».
Лазер Фабри-Перо (FP) является основным излучателем на длине волны 1310 нм с умеренной стоимостью компонентов. Однако эта длина волны выходит за пределы спектра усиления EDFA (волоконного усилителя, легированного эрбием), поэтому передача на большие расстояния осуществляется с помощью электрооптической регенеративной ретрансляции, а не полностью оптического усиления. Помимо передачи данных, 1310 нм является стандартной длиной волны для тестирования OTDR (оптического рефлектометра временной области), повсеместно используемого для приемки волоконно-оптических кабелей и определения мест повреждений.
1,3 1383 нм (диапазон пика поглощения воды, оптимизированная полоса с низким пиком поглощения воды)
В обычном одномодовом волокне G.652A/B содержатся остаточные ионы OH⁻, оставшиеся после изготовления заготовки, что приводит к сильному пику поглощения на длине волны 1383 нм с затуханием более 20 дБ/км. Несколько десятилетий назад эта длина волны была недоступна для коммерческого использования. Благодаря усовершенствованной технологии обезвоживания и синтеза заготовок для волокна G.652C/G.652D с низким пиком поглощения воды, концентрация остаточных гидроксид-ионов контролируется на уровне ppb, что снижает пиковые потери воды ниже 0,4 дБ/км и позволяет осуществлять крупномасштабное коммерческое развертывание.
Доступный спектр охватывает диапазон 1360–1410 нм, заполняя частотный зазор между 1310 нм и 1490 нм для расширения канала CWDM. Аналогично 1310 нм, 1383 нм не может быть усилено EDFA, что ограничивает его применение для расширения CWDM на коротких расстояниях в городских сетях и частных сетях видеонаблюдения. Типичное затухание поддерживается на уровне 0,38–0,42 дБ/км.
1,4 1490 нм (начальная точка S-диапазона, длина волны нисходящего канала для FTTH PON)
В соответствии с протоколом ITU-T G.984, 1490 нм относится к S-диапазону (1460–1530 нм) и определяется как стандартная длина волны нисходящего потока в сетях EPON/GPON: OLT передает данные в нисходящем потоке на длине волны 1490 нм, а ONU отправляет обратный сигнал в восходящем потоке на длине волны 1310 нм, обеспечивая двунаправленную передачу по одному волокну посредством мультиплексирования с разделением по длинам волн.
Типичное затухание на длине волны 1490 нм составляет от 0,26 до 0,30 дБ/км, что превосходит показатели потерь на длине волны 1310 нм; хроматическая дисперсия остается около 10 пс/(нм·км), поддерживая стандартный магистральный канал PON ODN длиной 20 км без компенсации дисперсии. Для передачи слабых сигналов после пассивного оптического разделения используется лазер DFB с узкой спектральной шириной линии и постоянным контролем температуры. Согласованный WDM-фильтр разделяет восходящие и нисходящие сигналы, что делает 1490 нм наиболее широко используемой длиной волны для глобального широкополосного доступа по оптоволокну к дому.
1,5 1550 нм (основная часть C-диапазона, третье окно связи с наименьшими потерями)
Известная как «золотое окно» оптической связи, длина волны 1550 нм находится в C-диапазоне (1530–1565 нм), где кварцевое волокно достигает своего собственного минимального затухания 0,19–0,22 дБ/км во всех шести диапазонах длин волн. Эта длина волны идеально соответствует спектру усиления EDFA; десятки оптических несущих DWDM могут быть усилены одновременно без оптоэлектронной регенерации, что позволяет осуществлять передачу на тысячи километров без ретрансляторов.
Стандартное волокно G.652 имеет положительную хроматическую дисперсию около 17 пс/(нм·км) на длине волны 1550 нм, что требует использования волокна с компенсацией дисперсии (DCF) для сверхдлинных магистральных сетей DWDM. Волокно G.655 с ненулевым сдвигом дисперсии сохраняет небольшую остаточную дисперсию (2–6 пс/(нм·км)) для подавления нелинейного эффекта четырехволнового смешения, оптимизированного для развертывания высокоскоростных систем DWDM. Помимо магистральных сетей большой протяженности, 1550 нм является исключительной рабочей длиной волны для аналоговой радиочастотной оптической передачи CATV; система DWDM разделяет C-диапазон на более чем 80 стандартизированных каналов с шагом 0,8 нм для сверхвысокоскоростных магистральных сетей и строительства подводных оптических кабелей.
1,6 1625 нм (L-диапазон, длина волны для мониторинга волокна в процессе эксплуатации)
Длина волны 1625 нм относится к L-диапазону (1565–1625 нм), который в основном предназначен для мониторинга оптических волокон в режиме реального времени и частичного расширения пропускной способности DWDM в L-диапазоне. Типичное затухание составляет 0,23–0,25 дБ/км без помех от пика воды, а хроматическая дисперсия достигает приблизительно 22 пс/(нм·км).
Основное преимущество заключается в спектральной изоляции от рабочих длин волн (1310/1490/1550 нм). С помощью пассивного WDM-разветвителя контрольный свет вводится в рабочее волокно без прерывания передачи данных; онлайн-рефлектометр OTDR на основе 1625 нм обеспечивает обнаружение в реальном времени старения кабеля, обрывов и аномальных потерь, что становится ключевой технологией для интеллектуального обслуживания и эксплуатации магистральных кабелей операторского класса. Согласованный L-диапазонный EDFA поддерживает расширение DWDM при исчерпании спектральных ресурсов C-диапазона.
Глава 2. Основные технические параметры и характеристики оптического волокна. Горизонтальное сравнение.
Оптическое волокно подразделяется на многомодовое (OM1/OM2/OM3/OM4/OM5) и одномодовое (G.652A/B/C/D, G.653, G.655, G.657). Ключевые технические показатели включают коэффициент затухания, хроматическую дисперсию, длину волны отсечки, диаметр модового поля, потери при макроизгибе и полосу пропускания.
2.1 Определение основных технических индикаторов
- Затухание (дБ/км): потребление оптической мощности на километр; меньшее значение указывает на большую дальность передачи и зависит от длины волны, используемого сырья и состояния изгиба.
- Хроматическая дисперсия (пс/(нм·км)): разница в скорости передачи между различными спектральными компонентами; меньшее значение уменьшает искажение импульса для высокоскоростных сигналов.
- Пороговая длина волны: критическая пороговая длина волны для одномодового распространения; только падающий свет с длиной волны выше пороговой может передаваться в одномодовом режиме внутри сердцевины.
- Потери при изгибе: Дополнительные потери мощности, вызванные сильным изгибом волокна; волокно G.657, нечувствительное к изгибу, обладает выдающимися характеристиками по этому показателю.
- Диаметр модового поля: эффективный размер пятна распространяющегося света внутри одномодового сердечника, напрямую влияющий на эффективность связи между волокном и оптоэлектронными устройствами.
- Пропускная способность (МГц·км): ключевой параметр многомодового волокна, определяющий возможность высокоскоростной передачи данных на короткие расстояния.
2.2 Сравнение параметров основных типов волокон в шести диапазонах длин волн
2.2.1 Многомодовое волокно (исключительно 850 нм, частичная совместимость с 1310 нм на коротких расстояниях)
Многомодовое волокно страдает от сильной межмодовой дисперсии на длинах волн 1383/1490/1550/1625 нм и не может обеспечить практическую передачу на большие расстояния:
- OM1 (62,5/125 мкм): 3,0 дБ/км при 850 нм, полоса пропускания 200 МГц·км; максимальная длина 33 м для 10G Ethernet.
- OM2 (50/125 мкм): 2,5 дБ/км при 850 нм, полоса пропускания 500 МГц·км; максимальная длина 82 м для 10G Ethernet.
- OM3/OM4 (оптимизированные для лазера 50/125 мкм): OM3: 2000 МГц·км, 300 м при 10G; OM4: 4700 МГц·км, 550 м при 10G.
- OM5: Оптимизированный двухканальный (850 нм + 953 нм) интерфейс, специально разработанный для межсоединений центров обработки данных 400G на коротких расстояниях.
2.2.2 Универсальное одномодовое волокно G.652 (полностью совместимо с шестью диапазонами волн для G.652C/D)
- G.652A/B (высокий пик поглощения воды): неприменимо для 1383 нм из-за потерь поглощения более 5 дБ/км; 0,35 дБ/км и нулевая дисперсия при 1310 нм; 0,28 дБ/км при 1490 нм; 0,20 дБ/км и 17 пс/(нм·км) при 1550 нм; 0,24 дБ/км и 22 пс/(нм·км) при 1625 нм.
- G.652C/D (низкий пиковый уровень воды): оптимизированное подавление OH⁻, уровень ниже 0,4 дБ/км при 1383 нм, доступен полный шестидиапазонный диапазон, доминирующее волокно для городских и абонентских сетей. Длина волны отсечки ≤1260 нм, диаметр модового поля 9,2 мкм, стандартные характеристики изгиба.
2.2.3 Волокно G.653 со сдвигом дисперсии
Точка нулевой дисперсии смещена к 1550 нм; почти нулевая дисперсия наблюдается в C-диапазоне, а чрезмерная дисперсия — на 1310 нм, что делает его непригодным для коротких длин волн. Технология Severe Four-Wave Mixing ограничивает её использование в многоканальных DWDM-системах только для одноволновых сверхдлинных частных линий связи.
2.2.4 G.655 Волокно с ненулевым дисперсионным сдвигом
Незначительная остаточная положительная дисперсия на длине волны 1550 нм для балансировки компенсации дисперсии и подавления нелинейных искажений, характерная исключительно для магистральных DWDM-систем C/L-диапазона и трансокеанских подводных кабелей; низкая производительность на длинах волн 1310 нм и ниже.
2.2.5 G.657 Изгибоустойчивое оптоволокно (кабель FTTH для внутренней установки)
Классифицируется по категориям A1 (оптимизация для небольших изгибов) и B2 (сверхмалый радиус изгиба); сверхнизкие потери при плотной намотке, полная совместимость с шестью диапазонами волн, стандартный материал для внутренних абонентских кабелей FTTH и домашней проводки FTTR.
| Длина волны | 850 нм | 1310 нм | 1383 нм (низководный пик) | 1490 нм | 1550 нм | 1625 нм |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Типичное затухание (дБ/км) | 2,5~3,0 | 0,33~0,38 | 0,38~0,42 | 0,26~0,30 | 0,19~0,22 | 0,23~0,25 |
Глава 3. Сценарии применения, выбор волокна и сравнение систем согласования для шести диапазонов длин волн.
3.1 850 нм: Взаимосвязь между центрами обработки данных и локальными сетями кампуса
Соответствующее волокно: Только многомодовое оптоволокно полной серии OM1~OM5 Система трансмиссии: Гигабитный/10G/25G Ethernet, сети хранения данных Fiber Channel Типичное применение: Патч-корд для шкафа, межсоединение TOR-сервер на малой дальности внутри IDC, кабельная сеть кампуса и промышленная автоматизация, дальность передачи: 30–550 м Достоинства и недостаткиНедорогой источник VCSEL и удобная конструкция; ограниченная дальность передачи, при расстоянии более 550 м обязательно использование одномодового волокна.
3.2 1310 нм: Тестирование прямых линий связи между станциями метро и стандартного оптоволокна.
Соответствующее волокно: G.652 полный диапазон и G.657; редко G.653/G.655 Система трансмиссииТрадиционная выделенная линия SDH/MSTP, доступ к «темному волокну» «точка-точка», тестирование оптоволокна методом OTDR. Типичное применение: Банковская междугородняя выделенная линия, выделенный оптический доступ для предприятий, локальная сеть доступа оператора связи, максимальная дальность действия на одном участке ≤80 км; дополнительная электрооптическая ретрансляция для больших расстояний. Достоинства и недостаткиТехнология нулевой дисперсии позволяет избежать искажений сигнала при использовании устаревшего оборудования; она недоступна для полностью оптического усиления EDFA и постепенно заменяется технологией DWDM с длиной волны 1550 нм для магистральных сетей.
3.3 1383 нм: Расширение спектра Metro CWDM с низкими затратами
Соответствующее волокноТолько для G.652C/D и G.657; недействительно для G.652A/B в период высокого уровня воды. Система трансмиссии: 8/16-канальное CWDM-мультиплексирование с грубым разделением по длинам волн Типичное применение: Городская частная сеть кабельного телевидения, расширение оптоволоконной сети для промышленного парка, шахты и системы видеонаблюдения, максимальная дальность действия ≤40 км Достоинства и недостаткиЭффективное использование спектра без прокладки новых волоконно-оптических кабелей; отсутствие ограничений на усиление с помощью EDFA позволяет развертывать сети на сверхбольшие расстояния.
3,4 1490 нм: Глобальный доступ к оптоволоконной сети FTTH PON
Соответствующее волокно: G.652D для магистрального кабеля + G.657 для внутреннего абонентского кабеля Система трансмиссии: EPON/GPON/10G PON, одноволоконный двунаправленный (1490 Мбит/с на загрузку, 1310 Мбит/с на выгрузку, 1550 Мбит/с для дополнительной накладки CATV) Типичное применениеДоступ к широкополосному интернету для жилых помещений, корпоративная оптическая сеть FTTO, магистральный кабель ODN протяженностью 20 км + внутренний кабельный ввод в пределах 5 км. Достоинства и недостаткиЦентрализованное развертывание OLT на основе пассивного разветвителя, одноволоконная сеть поддерживает от 64 до 128 конечных пользователей; становится основополагающей инфраструктурой для построения глобальной волоконно-оптической широкополосной сети.
3,5 1550 нм: Магистральная DWDM-магистраль и оптическая передача кабельного телевидения.
Соответствующее волокно: G.652 для городских DWDM-линий, G.655 для национальных магистральных и подводных кабелей, G.653 для одноволновых сверхдлинных частных линий. Система трансмиссии: DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длинам волн), аналоговая оптическая передача данных по кабельному телевидению (CATV), высокоскоростная магистральная система 100G/400G Типичное применениеМежпровинциальный магистральный кабель, трансокеанский подводный оптический кабель, волоконно-оптическая сеть CATV HFC; усиление с помощью EDFA обеспечивает передачу на тысячи километров без ретрансляторов. Достоинства и недостаткиМинимальное затухание в волокне в сочетании с отработанной технологией EDFA обеспечивает пропускную способность одного волокна на уровне терабит; высокая стоимость высококачественных оптических компонентов DWDM.
3,6 1625 нм: Мониторинг кабелей в процессе эксплуатации и расширение DWDM в L-диапазоне.
Соответствующее волокно: Все типы одномодовых волокон, включая G.652/G.655/G.657 Система трансмиссии: Онлайн-платформа мониторинга OTDR, оборудование расширения DWDM L-диапазона Типичное применениеИнтеллектуальное патрулирование магистрального кабеля в режиме реального времени, непрерывное раннее предупреждение о скрытых неисправностях кабеля, расширение пропускной способности после насыщения спектра C-диапазона. Достоинства и недостаткиОтсутствие необходимости занимать частотный спектр для обеспечения непрерывного мониторинга, что эффективно сокращает время простоя при обслуживании кабелей; в основном используется в профессиональных сетях эксплуатации и технического обслуживания операторов связи.
Заключение
Шесть стандартных диапазонов длин волн связи образуют многоуровневую оптическую сетевую систему, основанную на присущих кремнию оптических свойствах: 850 нм доминирует в многомодовых кабелях ближнего действия внутри помещений; 1310 нм выступает в качестве основной длины волны для тестирования одномодовых кабелей и частных линий связи; 1383 нм дополняет свободный спектр CWDM; 1490 нм монополизирует пассивный оптический доступ FTTH; 1550 нм служит ядром магистральной сети и передачи CATV; 1625 нм специализируется на непрерывном онлайн-мониторинге работы волокна. Выбор волокна осуществляется в соответствии с правилом, ориентированным на длину волны: многомодовое волокно для линий связи ближнего действия 850 нм, G.652D/G.657 для сети доступа 1310/1383/1490 нм, волокно с ненулевой дисперсией G.655 для магистральной DWDM-сети 1550 нм, волокно, нечувствительное к изгибам, G.657 для внутренней проводки FTTH.
В связи с развитием сетей передачи данных 5G, крупномасштабным высокоскоростным соединением центров обработки данных и развертыванием оптоволоконных сетей FTTR, низководоемкие спецификации G.652D и устойчивые к изгибам G.657 постепенно становятся основными спецификациями оптоволокна на мировом оптическом рынке. Спрос на расширение CWDM в диапазоне 1383 нм и L-диапазона 1625 нм продолжает ежегодно расти; многомодовый диапазон 850 нм сохраняет свои ключевые позиции для высокоскоростного соединения на коротких расстояниях, в то время как 1550 нм остается незаменимым золотым окном для дальней оптической связи, основанным на зрелой технологии усиления EDFA. Освоение затухания, дисперсионных характеристик, условий согласования волокна и применимых границ шести волновых диапазонов обеспечивает основную теоретическую основу для выбора спецификаций волокна, проектирования оптических сетей и оптимизации пропускной способности существующих сетей.
