I mörkret är alla katter infraröda

av Jörgen Städje den 4 Nov 2015

Vi upplever världen omkring oss genom att skilja på de våglängder våra ögon registrerar. Fiberoptiska nät fungerar också genom att hålla ordning på olika våglängder.

Olika våglängder är bara ett finare sätt att säga ”färg”. Vi känner igen färgerna rött, grönt och blått för det är vad vi kan se med våra ögon. Färg är bara vårt namn på de våglängder vi kan se. För oss har infrarött ljus ingen färg. Men sträcker man ut definitionen lägre ned i spektrum kan man säga att även infraröda våglängder har ”färg”.

ir-segl

Så här ser naturen ut i våglängder mellan 900 och 1500 nanometer, allmänt kallat NIR, Near Infrared eller kortvågigt infrarött ljus. Bilden är tagen på silverfilm med Kodak Wratten filter 87C och visar en seglingstävling kring Lidingö i Stockholm.

Det märkliga är att gräset och träden är vita. Det är de naturligtvis inte, utan de reflekterar helt enkelt allt inkommande infrarött ljus. Växter ser gröna ut för våra ögon, för att bladen fullständigt struntar i grönt ljus, så det reflekteras bort, till våra ögon. Växterna är vita i NIR eftersom friska växter inte heller är intresserade av de våglängderna.

Spektrum

spektrum

Här är hela spektrum med de våglängder inlagda som är av intresse i fiberoptiska nät. Man indelar våglängderna som används för dataöverföring i grupper och kallar dem för ”band”, precis som vi har ett kortvågsband och ett mellanvågsband för radio.

Våglängdsmultiplexering

Inom varje band kan man stapla flera våglängder som överför data oberoende av varandra. Modern teknik medger att man staplar flera hundra våglängder i samma band.

Att låta flera våglängder överföras tillsammans i samma medium kallas för våglängdsmultiplexering, eller på engelska Wavelength-Division Multiplexing (WDM). En lärdare definition är ”multipel överföring genom våglängdsdelning”. Jämför gärna med FM-bandet där samma luft används för att överföra flera radiostationer samtidigt.

Bilden ovan visar de olika definierade banden, O, S, C och L-banden. De har den utsträckning de har tack vare att glasfiberns egenskaper är som bäst vid just dessa våglängder. Groparna mellan banden uppstår på grund av att glasets dämpning ökar på vissa ställen, och på att vatten absorberar vissa våglängder (sk water peaks), vilket inverkar menligt om fukt skulle tränga in i fibern. Därför undviker man vissa våglängdsband.

De absolut intressantaste banden för dataöverföring på långa sträckor är C- och L-banden, mellan 1530-1610 nanometer, eftersom det samtidigt är ”erbiumfönstret”, alltså det våglängdsband där erbiumförstärkare (EDFA) fungerar naturligt. Se vidare https://www.sunet.se/blogg/teknisk-djupdykning-optisk-magi-med-edfa/

CWDM

Coarse WDM eller grov våglängdsmultiplexering var det första försöket att överföra flera våglängder samtidigt på samma fiber. Det standardiserades av ITU år 2002 och innebär att våglängderna ligger 20 nm från varandra, exempelvis 1271, 1291, 1311, 1331, 3151 nm och så vidare. Eftersom CWDM tillåts använda mindre effektiva band (dämpning, fukt) mellan 1270 – 1610 nm räknar man inte med att nå längre än 60 kilometer med en kapacitet på 2,5 Gbps per våglängd. Det duger bara för innerstadsbruk, för distribution av kabel-TV och liknande.

DWDM

Dense WDM eller tät våglängdsmultiplexering specificerades också av ITU år 2002 och innebär en delning mellan våglängderna på 0,8 nm, alltså 25 gånger tätare än CWDM. Namnet på kanalplanen ITU-T G.694.1 är viktig att hålla i minnet.

C-bandet sträcker sig mellan 1530 och 1565 nm och våglängderna är exempelvis följande: 1531,1157, 1531,8981 nm osv. Räknar man om våglängden till frekvens hamnar man på en frekvensdelning på 100 GHz mellan kanalerna. En annan, tätare indelning använder sig av 50 GHz. Men det går att pressa ihop kanalerna ännu mera, såsom British Telecom har gjort i sin överföring med 33,5 GHz kanaldelning. Se referenserna. Man kan också blanda delningarna och använda både 100, 75 och 50 GHz delning i samma överföring, så som det passar sig för bandbreddsbehovet. Detta kallas för flexibel delning (flexible grid).

En normal DWDM-överföring nyttjar 40 eller 80 kanaler (våglängder) och med 100 Gbps per kanal kan ett DWDM-band klara 4 eller 8 Tbps och nå flera hundra kilometer utan mellanförstärkare. Men utvecklingen fortsätter med nya modulationstyper som lovar 400 Gbps per kanal.

DWDM är vägen framåt och med nya fibertyper med reducerad dämpning, mindre fuktinsläpp och andra felaktigheter, kan flera band nyttjas. Givetvis arbetar både OptoSUNET och Nya SUNET med DWDM.

Grått ljus

För internkommunikation i en datorhall behöver man inte terabit-kapaciteter och den dyra utrustning detta kräver. Det räcker med en enda våglängd i fibern och det spelar ingen roll, vilken man använder. Det infraröda ljus som används kallas för ”grått” ljus för att våglängden inte har någon egentlig betydelse. Våglängden ligger oftast runt 850 nanometer. Räckvidden kan vara flera hundra meter och det räcker mer än väl för korskopplingar mellan utrustningar i en rad rackskåp.

Annan fiberteknik: S/PDIF

Optisk fiber används i hifi-sammanhang också, men då är det inte vare sig single mode eller kvartsglas utan grov multimode i plastfiber, och ljuskällan är en röd lysdiod. Enligt definitionen ovan skulle detta vara en tillämpning av grått ljus.

SPDIF rött ljus

När protokollet Sony/Philips Digital Interconnect Format (egentligen AES3-protokollet för professionell ljudöverföring) överförs på optisk fiber kallas det för TOSLINK (Toshiba Link). Ljuset är av 650 nm våglängd och fibern består av en en-millimeters plasttråd, som inte får vara mer än 5-10 meter lång på grund av dämpningen. Kapaciteten är inte specificerad, men en typisk överföring kan vara 48 kilosample per sekund, stereo i 24 bitars upplösning vilket blir 2,3 Mbps, exklusive overhead. Det blir inga gigabit per sekund här, inte.

Långvågigt infrarött

Växter syns inte alls i långvågigt infrarött (FIR, Far Infrared). Ingenting i naturen syns i FIR utom det som är varmt eller reflekterar värmestrålning. Som katter, till exempel.

Raisin-cat-has-a-cold-nose-infrared

Här är en katt i FIR, mellan 7500 och 13000 nanometer. Katter är inte alls grå i mörkret, de glöder i infrarött. Nosen är kall (svart) för den är fuktig och kyls med avdunstningskylning. Ögonen är varma (vita) för de genomflyts direkt av varma kroppsvätskor och isoleras inte mot luften av päls. Det blå runt omkring katten är väggar med rumstemperatur. Fiberoptiska nätverk har ingen som helst användning av FIR.

Läs mer

Mycket tät våglängdsmultiplexering slår rekord: http://www.idg.se/2.1085/1.590938/nar-fibern-blir-full–trycker-vi-in-lite-till

Se universum i alla våglängder: http://www.chromoscope.net/ Titta särskilt på kortvågigt infrarött, eftersom det är där som SUNET arbetar. Det ljusa strecket mitt i är Vintergatans plan. Vi befinner oss själva i Vintergatans plan.

Fler blogginlägg av Jörgen Städje

DNS och DNSSEC utan facksnack

30 Jan 2018
/ Bloggen fiberfeber

Från oss alla, till er alla

14 Dec 2017
/ Bloggen fiberfeber

Så arbetar NOC

13 Nov 2017
/ Bloggen fiberfeber

SUNET i Hongkong

20 Sep 2017
/ Bloggen fiberfeber

SUNETs handbok i informations- och IT-säkerhet

1 Sep 2017
/ Bloggen fiberfeber

Den ökända hästen från Troja

31 Jul 2017
/ Bloggen fiberfeber

Redundans är allt

3 Jul 2017
/ Bloggen fiberfeber

SNIC-snack

2 Jun 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff: del 5 av 2

3 Maj 2017
/ Bloggen fiberfeber

Maria Häll: We are at the Forefront!

13 Apr 2017
/ Bloggen fiberfeber

Maria Häll: Vi ligger i framkant!

10 Apr 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff, del 4 av 2

22 Feb 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff, del 3 av 2

30 Jan 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff! Del 2 av 2

9 Jan 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff! Del 1 av 2

16 Dec 2016
/ Bloggen fiberfeber

Long Read – Cleanliness is a Virtue

20 Sep 2016
/ Bloggen fiberfeber

Långläsning - tvättar bäst som tvättar först

16 Sep 2016
/ Bloggen fiberfeber

Följa fiber – från Tulegatan till Stockholms universitet.

26 Aug 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ericsson, then swänske Lars Magnus

7 Jun 2016
/ Bloggen fiberfeber

One ring to rule them all

24 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Den tunga bakgrundstrafiken

12 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Long read: How to Design a Fibre Optic Network

5 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Welcome to the Fiber Fever Blog!

3 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Procuring an Optical Network – Smooth as Silk

2 Maj 2016
/ Blogg

The Breadth and Width of a Megabit

29 Apr 2016
/ Blogg

The Nobel Prized Piece of Glass

28 Apr 2016
/ Blogg

What’s the time? Really?

28 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (3) – molnsäkerhet

26 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (2) – vad är molnet egentligen?

25 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (1) – det här får du

25 Apr 2016
/ Blogg

Read about the brand new Sunet network.

11 Apr 2016
/ Bloggen fiberfeber

GÉANT och NORDUnet – bästa kompisar

14 Mar 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ljuset kommer från Tyskland

3 Mar 2016
/ Bloggen fiberfeber

Thunderbirds are GO!

19 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ett panorama av verkligheten

17 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Det allseende ögat

15 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Förstärkning på längden

15 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Dämpning och förstärkning i optisk fiber

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Grundläggande om L-bandet

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

C-bandet – grundläggande om

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Logaritmer, min käre Watson

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

CERN – krossen som slår sönder materiens minsta byggstenar

12 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Riksarkivets samarbete med SUNET

11 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

One Ring to Rule them - Vetenskapsrådet

21 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Alla jättars jätte - Cisco

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

En värld av siffror - belastning

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Ur led är inte alls tiden - atomur

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

En djungel av kontaktdon

4 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Elektronisk enbärsdricka - Juniper

27 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Vad är Géant?

26 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Radar Love - Eiscat

25 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

The Color Purple - dispersion

25 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Full Metal Packet - switchen

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Get your kicks on route 66 - routrar

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Game of Stones - kvarts

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

The Twilight Zone - fotonen

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Peering – SUNETs ekonomiska ryggrad

9 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fibertyperna i nätet och deras optiska felaktigheter

29 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Vad är klockan? Egentligen?

21 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Nätets centrum

20 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Den optiska transceivern

17 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Polarisation och informationsöverföring

1 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Laserns historia

30 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Koherent ljus, vad är det?

28 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

När allt är klart

28 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

SUNET – nu ännu bättre!

16 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fibern fruktar fukten

11 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Att få kontakt

11 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Så tillverkas optisk fiber

31 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

EMC – EMI – EMP

31 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Glasbiten som gav nobelpris

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Megabit på längden och tvären

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Långartikel: Fibern från Frostmofjället

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Upphandling av optiskt nät

25 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

OptaSense – när fiber blir sensorer

3 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: Optisk magi med ramanförstärkare

2 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk utvikning: 130.000 fibrer som i en liten ask

1 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

NOCen spekulerar 2: Felrapporter

27 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

NOCen spekulerar 1: hög belastning

26 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: Optisk magi med EDFA

22 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Långartikel: Så designar man ett fiberoptiskt nät

11 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Bredare motorväg för svenska data – äntligen en offensiv satsning!

22 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Om den interaktiva tidslinjen

21 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Om den interaktiva kartan

20 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fiberfeber: Vad som har varit och vad som komma skall

19 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Följ bygget av Sunets nät på bloggen Fiberfeber!

18 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: den mystiska routerkraschen

11 Jun 2006
/ Bloggen fiberfeber

2000–2013: Sunet mognar och kapaciteten ökar. Identitetsfederation skapas.

1 Jan 2000
/ Bloggen fiberfeber

1990–1999: Kapaciteten stiger, 2 – 34 – 155 Mbps

1 Jan 1990
/ Bloggen fiberfeber

1968–1989: Idéernas tidevarv. Internets vagga.

1 Jan 1968
/ Bloggen fiberfeber

Jörgen Städje

Jag heter Jörgen Städje och har skrivit om teknik och vetenskap sedan 1984. Friskt kopplat, hälften brunnet!


Warning: file_get_contents(https://www.linkedin.com/countserv/count/share?url=https://www.sunet.se/blogg/i-morkret-ar-alla-katter-infraroda/&format=json): failed to open stream: HTTP request failed! HTTP/1.0 404 Not Found in /var/www/html/wp-content/themes/sunet/functions.php on line 5416