光モジュール伝送距離を制限する要因の分析

光モジュールの伝送距離は、物理的要因と工学的要因の組み合わせによって制限され、これらの要因が光ファイバーを通して光信号を効果的に伝送できる最大距離を決定します。この記事では、最も一般的な制限要因のいくつかについて説明します。

まず、光源の種類と品質決定的な役割を果たします。短距離アプリケーションでは、通常、低コストのLEDまたはVCSELレーザー中距離および長距離のトランスミッションは、より高性能なDFBレーザーまたはEMLレーザー出力電力、スペクトル幅、波長安定性は、伝送能力に直接影響を与える。

2番、光ファイバー減衰は伝送距離を制限する主要因の一つです。光信号がファイバー内を伝搬するにつれて、材料吸収、レイリー散乱、曲げ損失により徐々に弱まります。シングルモードファイバーの場合、典型的な減衰は約1310 nmで0.5 dB/km最低価格は1550 nmで0.2～0.3 dB/km対照的に、マルチモードファイバーは、850 nmで3～4 dB/kmそのため、マルチモードシステムは一般的に、数百メートルから約2キロメートルまでの短距離通信に限定される。

加えて、分散効果高速光信号の伝送距離を著しく制限します。分散（材料分散と導波路分散を含む）により、光パルスは伝送中に広がり、符号間干渉を引き起こします。この影響は、データレートが10Gbps以上分散を軽減するために、長距離システムではしばしば分散補償ファイバー（DCF）または使用する狭線幅レーザーと高度な変調方式の組み合わせ.

同時に、動作波長光モジュールの特性は伝送距離と密接に関係している。850 nm帯主にマルチモードファイバーによる短距離伝送に使用されます。1310 nm帯は、シングルモードファイバーのゼロ分散ウィンドウに対応し、中距離アプリケーションに適しています。10～40km.1550 nm帯最も低い減衰を提供し、互換性がありますエルビウム添加光ファイバー増幅器（EDFA）長距離および超長距離伝送シナリオで広く使用されている40km、 のような80km、あるいは120kmリンク。

伝送速度自体も距離に逆の制約を課します。データレートが高いほど、受信機での信号対雑音比が厳しくなり、受信感度が低下して最大到達距離が短​​くなります。たとえば、光モジュールは40 km、1 Gbps制限される可能性がある100Gbpsで10km未満.

さらに、環境要因温度変動、過度のファイバー曲げ、コネクタの汚染、コンポーネントの経年劣化などにより、追加の損失や反射が発生し、実効伝送距離がさらに短くなることがあります。また、光ファイバー通信は必ずしも「短いほど良い」とは限らないことにも注意が必要です。最低伝送距離要件（例えば、シングルモードモジュールは通常2メートル以上の距離を必要とする）過剰な光反射を防ぎ、レーザー光源の不安定化を防ぐため。