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傳輸距離表:各類光模組在各種光纖上能傳多遠

「SR 在 OM3 上能傳多遠?」是光模組領域最常見的查詢。答案是一個標準數值,它假設最差情況的光纖、預算內的連接器損耗,以及規定的誤碼率(在 PMD 要求時配合 FEC)。這些表格彙總了以太網、光纖通道、InfiniBand 和 PON 的標準傳輸距離,以及機櫃內替代光模組的線纜長度。連接器潔淨的實際線路往往能傳得更遠;設計時應按標準數值計算,而不是依賴運氣。

以太網,多模(除非另有說明,均為 850 nm)

PMDOM1 (62.5 µm)OM2OM3OM4OM5標準
1000BASE-SX275 m550 m550 m(實際 ≈ 800–1 000 m)550 m550 m802.3 Cl. 38
1000BASE-LX(MMF,1310 nm,模式調節跳線)550 m550 m550 m550 mCl. 38
10GBASE-SR33 m82 m300 m400 m400 mCl. 52
10GBASE-LRM (1310 nm)220 m220 m220 m220 mCl. 68
10GBASE-USR(廠商)100 m100 m廠商
25GBASE-SR70 m100 m100 mCl. 112
40GBASE-SR4 (MPO-12)100 m150 m150 mCl. 86
40G eSR4 / 40G BiDi SR-BD(廠商)300 m / 100 m400 m / 150 m— / 150 m廠商
50GBASE-SR70 m100 m100 mCl. 138
100GBASE-SR10 (MPO-24)100 m150 m150 mCl. 86
100GBASE-SR4 (MPO-12)70 m100 m100 mCl. 95
100GBASE-SR2 (2 × 50G)70 m100 m100 mCl. 138
100G SWDM4 / 100G BiDi SRBD(LC 雙工)75 m / 70 m100 m150 mMSA / 廠商
100GBASE-SR1 / VR1(每通道 100G)100 m / 50 m100 m / 50 mCl. 167 (802.3db)
200GBASE-SR470 m100 m100 mCl. 138
200GBASE-SR2 / VR2100 m / 50 m100 m / 50 mCl. 167
400GBASE-SR16 (MPO-32)70 m100 m100 mCl. 123
400GBASE-SR8 (MPO-16 / 2 × MPO-12)70 m100 m100 mCl. 138 (802.3cm)
400GBASE-SR4.2 (BiDi, MPO-12)70 m100 m150 mCl. 150
400GBASE-SR4 / VR4100 m / 50 m100 m / 50 mCl. 167
800GBASE-SR8 / VR8100 m / 50 m100 m / 50 m802.3df

多模傳輸距離由模式頻寬決定;在每通道 25G 及以上時還取決於接收器的色散容限,而不是衰減(光纖類型)。

以太網,單模

PMD傳輸距離波長備註
1000BASE-LX / LX105 km / 10 km1310大多數「LX」產品為 10 km
1000BASE-EX / ZX / EZX(廠商)40 / 80 / 120–160 km1310 / 1550 / 1550非 IEEE 標準
1000BASE-BX1010 km1310/1490 BiDi20/40/80 km 變體屬廠商方案
10GBASE-LR10 km1310Cl. 52
10GBASE-ER40 km1550Cl. 52;短距離鏈路需留意 Rx 過載
10GBASE-ZR(廠商)80 km1550常用 APD 接收器
10G BiDi(廠商)10 / 20 / 40 / 60 / 80 km1270/1330, 1490/1550兩端波長必須匹配
10G CWDM / DWDM40 / 80 km(配合放大可達 120 km)按波長網格CWDMDWDM
25GBASE-LR / ER10 / 40 km1310 / 1550Cl. 114
40GBASE-LR4 / ER410 / 40 kmLAN-WDM 4 λCl. 87
40GBASE-FR2 km1550 單波長Cl. 89
40G PSM4 (MSA)10 km1310 × 4 根光纖 (MPO)
50GBASE-FR / LR / ER2 / 10 / 40 km1310 / 1550Cl. 139
100GBASE-DR500 m1310Cl. 140
100G PSM4 (MSA)500 m(部分型號 2 km)1310 × 4 根光纖MPO-12
100G CWDM4 (MSA) / CLR42 km1271–1331 × 4LC duplex
100G 4WDM-10 / -20 / -40 (MSA)10 / 20 / 40 kmLAN-WDM / CWDM
100GBASE-FR1 / LR1 (100G Lambda)2 / 10 km1310 單波長(λ)Cl. 140 (802.3cu)
100GBASE-LR410 kmLAN-WDMCl. 88
100GBASE-ER4 / ER4-lite(廠商)40 km / 25–30 kmLAN-WDMCl. 88 / 廠商(ER4-lite 無 SOA,假定啟用 FEC)
100GBASE-ZR80–120 kmC 波段相干Cl. 154 (802.3ct)
200GBASE-DR4 / FR4 / LR4 / ER4500 m / 2 / 10 / 40 km1310 ×4 / LAN-WDMCl. 121, 122
400GBASE-DR4500 m1310 × 4 根光纖 (MPO-12)Cl. 124
400GBASE-FR4 / LR4-62 km / 6 kmCWDM 4 λCl. 151 (802.3cu)
400G-LR4-10 (100G Lambda MSA)10 kmCWDM 4 λMSA
400GBASE-FR8 / LR8 / ER82 / 10 / 40 kmLAN-WDM 8 λCl. 122 (ER8: 802.3cn)
400GBASE-ZR / OpenZR+80–120 km / 放大後最高約 400 km+C 波段相干Cl. 156 (802.3cw) / MSA
800G-DR8 / DR8-2500 m / 2 km1310 × 8 根光纖802.3df
800G 2×FR4 / 2×LR4 (MSA)2 / 10 kmCWDM 4 λ × 2雙 LC / CS
800G-ZR / ZR+80–120 km / 放大後更遠相干OIF 800ZR / OpenZR+
1.6TBASE-DR8 / DR8-2500 m / 2 km1310 × 8 根光纖802.3dj(制定中)

波長規劃參見 波長波段;完整 PMD 列表參見 PMD 參考

銅纜與有源線纜(典型產品)

速率無源 DAC有源(ACC / AEC)AOC備註
10G SFP+1–7 m(10 m 細規格 AWG)有源最長 15 m1–100 m(部分廠商 OM3 可達 300 m)10GBASE-CR / SFF-8431
25G SFP281–3 m(採用 RS-FEC、CA-L 時為 5 m)最長 7 m1–100 mCA-N/CA-S/CA-L 線纜等級
40G QSFP+1–5 m (7 m)最長 10 m1–100 m40GBASE-CR4
100G QSFP281–3 m (5 m 26 AWG)AEC 最長 7 m1–100 m100GBASE-CR4
200G QSFP561–3 m最長 5–7 m1–100 m200GBASE-CR4
400G QSFP-DD / OSFP1–2.5 m (3 m)AEC 3–7 m1–100 m400GBASE-CR8
800G OSFP / QSFP-DD8001–2 mAEC 2–5 m1–50 (100) m800GBASE-CR8
1.6T(200G/通道)≤ 1 mAEC ≤ 3 m802.3dj

通道速率每翻一倍,無源線纜的傳輸距離就相應縮短;AEC 以功耗為代價,把距離恢復到 5–7 m (DAC 與 AOC 對比線纜內部結構)。

光纖通道

速率OM2OM3OM4 / OM5LW (SMF)標準
4GFC150 m380 m400 m10 km(部分型號 4 km)FC-PI-2
8GFC50 m150 m190 m10 kmFC-PI-4
16GFC35 m100 m125 m10 km (ELW 25 km)FC-PI-5
32GFC20 m70 m100 m10 km (ELW 25 km)FC-PI-6
64GFC70 m100 m10 kmFC-PI-7
128GFC (4 × 32G, MPO)70 m100 mFC-PI-6P

FC 光模組可在三代速率範圍內協商速率;傳輸距離按最高速率給出(FC 光模組)。

InfiniBand(典型 LinkX 級產品線)

代際無源 DACAOCMMF 光模組SMF 光模組
FDR (56G)3–4 m最長 100 mSR4 100 m OM3
EDR (100G)2–3 m (5 m)3–100 mSR4 100 m OM4LR4 10 km(罕見)
HDR (200G)1–2 m (3 m)3–100 mSR4 100 mDR4 500 m, FR4 2 km
NDR(400G,雙端口 OSFP 2×400G)1–2 m;ACC 3 m3–50 m (100 m)SR4 50 m / 100 mDR4 500 m, FR4 2 km
XDR (800G)≤ 1.5 m;ACC/AEC 3 m3–50 mSR8 50 mDR8 500 m

Fabric 廠商會校驗線纜身份與長度(IB 線纜)。

PON(預算等級,而非固定距離)

系統等級損耗預算典型距離
GPONB+ / C+28 / 32 dB20 km(邏輯距離 60 km)
XG-PON / XGS-PONN1 / N2 / E1 / E229 / 31 / 33 / 35 dB20 km,40 km(差分距離)
EPON / 10G-EPONPX20 / PR3024 / 29 dB20 km
50G-PONN1 / N2 / E1 / E229 / 31 / 33 / 35 dB20 km

分光比會消耗預算:1:32 分光器的損耗約為 17.5 dB,1:64 約為 21 dB (ODN 等級與預算)。

解讀這些數字

  • 標準傳輸距離 假設最差情況的光纖衰減和模式頻寬、完整的連接器預留(MMF SR 鏈路通常為 1.5 dB)以及壽命末期的 Tx 功率。
  • 廠商傳輸距離(例如 10G SR 標稱「OM3 上 300 m」)可能假設了更優的光纖或更低的連接器損耗;請核對規格書中的具體條件(解讀規格書)。
  • 超出實際需要的傳輸距離 在 MMF 上沒有問題;但在 SMF 上,把 40/80 km 模組用在 2 km 鏈路可能造成接收器過載,需要加衰減(Rx 功率與鏈路預算)。
  • 混用 不同 OM 類型,或兩端一邊 SR 一邊 LR,都無法正常工作(物理層不匹配)。
  • 預算計算 和各項損耗數值參見:單位與換算

在 CodingBox 中

模組自身標稱的傳輸距離儲存在長度位元組中(SMF 以 km 為單位,OM1–OM4 以專用單位),其 PMD 儲存在合規代碼欄位中;CodingBox 會同時顯示兩者,因此標籤寫著「10 km LR」而 EEPROM 實際記錄為 300 m OM3 的模組,能在上架前就被發現(Check transceiver記憶體映射)。

決定這些極限的物理機制包括 OM3/OM4 上的模式頻寬、1550 nm 處的色度色散、PMD;模組如何補償這些限制,參見:色散與頻寬


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