Optische Transceiver-Kerne für die Umwandlung von elektrischen in optische Signale

Die Korrelation zwischen der Geschwindigkeit von optischen Transceivern und deren Wellenlänge ist entscheidend für die optische Kommunikation und beeinflusst die Signalintegrität, Reichweite und Kapazität. Transceiver arbeiten über verschiedene Geschwindigkeiten (1Gbps bis 800Gbps+) und Wellenlängen (850nm bis 1650nm), wobei Bänder wie O, C und L unterschiedliche Rollen übernehmen. Dieser Zusammenhang resultiert aus dem Verhalten von Licht in Glasfaser: Dämpfung (Signalverlust) und Dispersion (Impulsverbreiterung). 850nm weist eine hohe Dämpfung (~2,5dB/km) auf und eignet sich daher für kurze Reichweiten (≤300m) in Rechenzentren mit Multimode-Faser für 10G/40Gbps. 1310nm und 1550nm bieten geringeren Verlust (~0,3–0,4dB/km) und ermöglichen längere Übertragungsstrecken – 1310nm wird für 10Gbps über 40km verwendet (nahezu Null-Dispersion), während 1550nm/C-Band (1530–1565nm) die Dämpfung minimiert und mit EDFAs für Langstreckenübertragung mit hohen Geschwindigkeiten (400G/800Gbps über Tausende von Kilometern) kombiniert wird. Höhere Geschwindigkeiten (400G+/800G+) bergen ein höheres Dispersionsrisiko. Sie verwenden daher fortschrittliche Modulation (z. B. 16QAM für 400Gbps) zusammen mit dem C-Band, bei dem die Dispersion beherrschbar ist. Das C-Band unterstützt zudem WDM/DWDM, indem es 400Gbps-Kanäle mit 50GHz Abstand packt, um die Kapazität zu steigern. Die Anwendung bestimmt die Kombination: Kurzreichweite nutzt 850nm; mittlere Reichweiten (10–80km) verwenden 1310nm/C-Band; Langstrecken setzen auf C-/L-Band mit kohärenten Transceivern. Neue 1,6Tbps-Systeme nutzen das erweiterte L-Band, um die Überlastung des C-Bands zu vermeiden. Kurz gesagt: Die Wellenlänge bestimmt Reichweite und Kompatibilität; höhere Geschwindigkeiten benötigen Modulations- und Dispersionsmanagement. Dieses Zusammenspiel optimiert die Leistung der Transceiver für ihre Umgebung.