No mundo da comunicação por fibra óptica, a seleção do comprimento de onda da luz é semelhante à sintonia de radiofrequência e à seleção de canais. Somente selecionando o "canal" correto o sinal pode ser transmitido de forma clara e estável. Por que alguns módulos ópticos têm um alcance de transmissão de apenas 500 metros, enquanto outros podem se estender por centenas de quilômetros? O mistério está na "cor" desse feixe de luz – mais precisamente, no comprimento de onda da luz.
Nas redes de comunicação óptica modernas, módulos ópticos de diferentes comprimentos de onda desempenham papéis completamente distintos. Os três comprimentos de onda principais de 850 nm, 1310 nm e 1550 nm formam a estrutura fundamental da comunicação óptica, com clara divisão de trabalho em termos de distância de transmissão, características de perda e cenários de aplicação.
1. Por que precisamos de múltiplos comprimentos de onda?
A causa raiz da diversidade de comprimentos de onda em módulos ópticos reside em dois grandes desafios na transmissão por fibra óptica: perda e dispersão. Quando sinais ópticos são transmitidos em fibras ópticas, ocorre atenuação (perda) de energia devido à absorção, espalhamento e vazamento do meio. Ao mesmo tempo, a velocidade de propagação desigual de diferentes componentes de comprimento de onda causa alargamento do pulso do sinal (dispersão). Isso deu origem a soluções multicomprimento de onda:
•Banda de 850 nm:opera principalmente em fibras ópticas multimodo, com distâncias de transmissão que normalmente variam de algumas centenas de metros (como ~550 metros), e é a principal força para transmissão de curta distância (como em data centers).
•Banda de 1310 nm:exibe características de baixa dispersão em fibras monomodo padrão, com distâncias de transmissão de até dezenas de quilômetros (como ~60 quilômetros), tornando-se a espinha dorsal da transmissão de média distância.
•Faixa de 1550 nm:Com a menor taxa de atenuação (cerca de 0,19 dB/km), a distância teórica de transmissão pode exceder 150 quilômetros, tornando-o o rei da transmissão de longa distância e até mesmo de ultralonga distância.
O surgimento da tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) aumentou significativamente a capacidade das fibras ópticas. Por exemplo, módulos ópticos bidirecionais de fibra única (BIDI) alcançam comunicação bidirecional em uma única fibra usando diferentes comprimentos de onda (como a combinação de 1310 nm/1550 nm) nas extremidades de transmissão e recepção, economizando significativamente os recursos da fibra. A tecnologia mais avançada de multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM) pode atingir espaçamentos de comprimento de onda muito estreitos (como 100 GHz) em bandas específicas (como a banda O de 1260-1360 nm), e uma única fibra pode suportar dezenas ou até centenas de canais de comprimento de onda, aumentando a capacidade total de transmissão para o nível de Tbps e liberando totalmente o potencial da fibra óptica.
2. Como selecionar cientificamente o comprimento de onda dos módulos ópticos?
A seleção do comprimento de onda requer consideração abrangente dos seguintes fatores principais:
Distância de transmissão:
Curta distância (≤ 2km): preferencialmente 850nm (fibra multimodo).
Distância média (10-40 km): adequado para 1310 nm (fibra monomodo).
Longa distância (≥ 60 km): 1550 nm (fibra monomodo) deve ser selecionado ou usado em combinação com um amplificador óptico.
Requisitos de capacidade:
Negócios convencionais: módulos de comprimento de onda fixo são suficientes.
Transmissão de alta capacidade e alta densidade: é necessária a tecnologia DWDM/CWDM. Por exemplo, um sistema DWDM de 100G operando na banda O pode suportar dezenas de canais de comprimento de onda de alta densidade.
Considerações de custo:
Módulo de comprimento de onda fixo: O preço unitário inicial é relativamente baixo, mas é necessário ter em estoque vários modelos de comprimento de onda de peças de reposição.
Módulo de comprimento de onda ajustável: O investimento inicial é relativamente alto, mas por meio do ajuste de software, ele pode cobrir vários comprimentos de onda, simplificar o gerenciamento de peças de reposição e, a longo prazo, reduzir a complexidade e os custos de operação e manutenção.
Cenário de aplicação:
Interconexão de data center (DCI): soluções DWDM de alta densidade e baixo consumo de energia são comuns.
Fronthaul 5G: com altos requisitos de custo, latência e confiabilidade, módulos bidirecionais de fibra única (BIDI) projetados para uso industrial são uma escolha comum.
Rede de parque empresarial: Dependendo dos requisitos de distância e largura de banda, é possível selecionar módulos CWDM de baixa potência, média e curta distância ou comprimento de onda fixo.
3.Conclusão: Evolução Tecnológica e Considerações Futuras
A tecnologia de módulos ópticos continua a evoluir rapidamente. Novos dispositivos, como comutadores seletivos de comprimento de onda (WSS) e cristal líquido sobre silício (LCoS), estão impulsionando o desenvolvimento de arquiteturas de redes ópticas mais flexíveis. Inovações voltadas para bandas específicas, como a banda O, otimizam constantemente o desempenho, reduzindo significativamente o consumo de energia do módulo, mantendo uma margem suficiente na relação sinal-ruído óptico (OSNR).
Na futura construção de redes, os engenheiros não só precisam calcular com precisão a distância de transmissão ao selecionar comprimentos de onda, como também avaliar de forma abrangente o consumo de energia, a adaptabilidade à temperatura, a densidade de implantação e os custos de operação e manutenção do ciclo de vida completo. Módulos ópticos de alta confiabilidade, capazes de operar de forma estável por dezenas de quilômetros em ambientes extremos (como frio intenso de -40 ℃), estão se tornando um suporte essencial para ambientes de implantação complexos (como estações base remotas).
Horário da publicação: 18/09/2025