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光通信的3個(gè)波段新秀你知道嗎?

發(fā)布時(shí)間:2022-10-19作者來(lái)源:金航標(biāo)瀏覽:2240

5G網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸需求呈指數(shù)增長(zhǎng),光網(wǎng)絡(luò)作為底層的承載網(wǎng)絡(luò),其傳輸能力對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展至關(guān)重要。

擴(kuò)展光網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的一大法寶就是不停深挖光纖可用的波段資源,也就是不斷擴(kuò)展光網(wǎng)絡(luò)的傳輸?shù)缆穼挾取鬏數(shù)缆穼捔耍饩W(wǎng)絡(luò)的傳輸能力自然就提升了圖片

近期,光網(wǎng)絡(luò)涌現(xiàn)出波段新秀CE、Cpp、C+L波段,為擴(kuò)展光網(wǎng)絡(luò)傳輸能力增磚加瓦。

[敏感詞]小編就給大家聊聊光纖的這些波段圖片














傳統(tǒng)波段















光纖通信顧名思義就是光作為信息載體,光纖作為傳輸介質(zhì)的通信。但是,不是所有的光都適合光纖通信。光的波長(zhǎng)不同(可以簡(jiǎn)單理解為顏色不同的光),在光纖中的傳輸損耗就不同。傳輸損耗大的光,就沒(méi)辦法攜帶信息在光纖中傳輸了。

經(jīng)過(guò)科學(xué)家長(zhǎng)期研究,最先發(fā)現(xiàn)波長(zhǎng)為850nm的光可以作為光通信使用的光,這個(gè)波段也被直接稱為850nm波段。但是,850nm波段的波長(zhǎng)區(qū)域傳輸損耗比較大,也沒(méi)有合適的光纖放大器。因此,850nm波段僅適宜于短程傳輸。

而后,科學(xué)家又探索出“低損耗波長(zhǎng)區(qū)域”光波段,也就是1260nm~1625nm區(qū)域的光,最適合在光纖中傳輸。傳輸損耗和光波段關(guān)系參見(jiàn)下圖。

圖片

1260nm~1625nm區(qū)域又被細(xì)分為五個(gè)波段:O波段、E波段、S波段、C波段和L波段。


O波段

O波段波長(zhǎng)范圍為:1260nm~1360nm。此波段的光色散導(dǎo)致的信號(hào)失真最小,損耗[敏感詞],為早期的光通信波段。因此,被命名為O-band(O波段),其中O指“Orignal(原始)”。

E波段

E波段波長(zhǎng)范圍為:1360nm~1460nm,E波段是五個(gè)波段中最不常見(jiàn)的波段。E指“extended(擴(kuò)展)”。從上面?zhèn)鬏敁p耗和光波段關(guān)系圖中,可以看到E波段有一個(gè)明顯的不規(guī)則傳輸損耗凸點(diǎn)。這個(gè)傳輸損耗凸點(diǎn)是因?yàn)?370nm~1410nm波長(zhǎng)的光被氫氧根離子(OH-)吸收,所以導(dǎo)致傳輸損耗急劇加大,這個(gè)凸點(diǎn)也被稱為水峰

由于受早期光纖工藝限制,在光纖玻璃纖維中,經(jīng)常殘留有水(OH基)雜質(zhì),導(dǎo)致E波段的光在光纖中傳輸?shù)乃p[敏感詞],無(wú)法正常用于傳輸通信使用。

隨著光纖加工工藝的提高,出現(xiàn)了ITU-T G.652.D光纖,使得E波段光的傳輸衰減變得比O波段低,解決了E波段光的水峰問(wèn)題。

圖片

S波段

S波段波長(zhǎng)范圍為:1460nm~1530nm。S指“short-wavelength(短波長(zhǎng))”。S波段光的傳輸損耗比O波段要低一些,常被用于PON(無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)的下行波長(zhǎng)。

C波段

C波段波長(zhǎng)范圍為:1530nm~1565nm。C指“conventional(常規(guī))”。C波段光的傳輸損耗[敏感詞],被廣泛用于城域網(wǎng)、長(zhǎng)途、超長(zhǎng)途以及海底光纜系統(tǒng)。波分網(wǎng)絡(luò)中也經(jīng)常用到C波段。

L波段

L波段波長(zhǎng)范圍為:1565nm~1625nm。L指“l(fā)ong-wavelength(長(zhǎng)波長(zhǎng))”。L波段光的傳輸損耗第二低。當(dāng)C波段光不足以滿足帶寬需求的時(shí)候,L波段光會(huì)作為補(bǔ)充用于光網(wǎng)絡(luò)。

U波段

除了以上五個(gè)波段之外,其實(shí)還有一個(gè)波段會(huì)被用到,那就是U波段。U波段的波長(zhǎng)范圍是1625nm~1675nm。U指“ultra-long-wavelength(超長(zhǎng)波長(zhǎng))”。U波段則主要用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。

[敏感詞]來(lái)小結(jié)一下這些傳統(tǒng)波段。

圖片













CE/Cpp/C+L波段















光通信常用波段是:傳統(tǒng)C波段的1529.16nm ~ 1560.61nm波長(zhǎng)范圍。這里所提及的新秀波段CE/Cpp/C+L,是指當(dāng)前光通信為擴(kuò)展傳統(tǒng)C波段傳輸資源而引入的新波段資源圖片

從前面的傳統(tǒng)波段分析可知,要想擴(kuò)寬光通信所使用的C波段,可以向臨近短波長(zhǎng)波段(S波段)和長(zhǎng)波長(zhǎng)波段(L波段)求支援。這好比,要想擴(kuò)建現(xiàn)有道路,就只能看看道路兩旁的荒地是否可用,有荒地就可以擴(kuò)寬道路。

接下來(lái)我們看看新秀波段CE/Cpp/C+L,向S和L波段借用了哪些資源呢?圖片


CE波段

CE(C Extended)波段也稱C+波段。那CE波段較C波段“+”了哪些波長(zhǎng)范圍呢?我們可以將C波段資源劃分為80個(gè)通路傳輸信息,其中每個(gè)通路占用0.4 nm的波段范圍資源。因此,C波段也稱為C80波段。CE波段借用了L波段(即長(zhǎng)波長(zhǎng)波段)部分波長(zhǎng)資源,波長(zhǎng)范圍擴(kuò)展為是1529.16nm ~ 1567.14nm,CE波段資源可劃分為96個(gè)通路傳輸信息,也就是C96波段。CE波段的傳輸容量相對(duì)于C波段,增加了20%。

Cpp波段

Cpp(C plus plus)波段也稱為C++波段。Cpp波段不僅像CE波段那樣,向L波段借用波長(zhǎng)資源,也同時(shí)向S波段借用資源,波長(zhǎng)范圍擴(kuò)展為1524.30nm ~ 1572.27nm。按照每個(gè)通路占用0.4 nm的波段范圍資源劃分,波段資源可以劃分為120個(gè)通路傳輸信息。因此Cpp波段也被稱為C120波段。Cpp波段的傳輸容量相對(duì)于C波段,增加了50%。

C+L波段

C+L波段從字面上可了解到,C波段和L波段的資源都用于光通信。同樣按照每個(gè)通路占用0.4 nm的波段范圍資源劃分,C+L波段常見(jiàn)傳輸方案有如下3種。

  • C120+L80:Cpp波段(120個(gè)通路)+L波段(80個(gè)通路),實(shí)現(xiàn)200波系統(tǒng)。其中L波段實(shí)際為L(zhǎng)+波段,波長(zhǎng)范圍為1575.16nm ~ 1617.66nm。C120+L80傳輸方案的傳輸容量較C波段增加了1.5倍。

  • C96+L96:CE波段(96個(gè)通路)+L波段(96個(gè)通路),實(shí)現(xiàn)192波系統(tǒng)。其中L波段實(shí)際為L(zhǎng)++波段,波長(zhǎng)范圍為1575.16nm ~ 1626.43nm。C96+L96傳輸方案的傳輸容量較C波段增加了1倍多。

  • C120+L96:Cpp波段(120個(gè)通路)+L波段(96個(gè)通路),實(shí)現(xiàn)216波系統(tǒng)。其中L波段實(shí)際為L(zhǎng)++波段,波長(zhǎng)范圍為1575.16nm ~ 1626.43nm。C120+L96傳輸方案的傳輸容量較C波段增加了約2倍。

最后,一張圖展示一下這三個(gè)新秀波段。

圖片













總結(jié)















總之,科學(xué)家已經(jīng)將光纖可用波長(zhǎng)資源拓展到非常大的范圍。但是,這些波段資源可以真正應(yīng)用到5G等通信系統(tǒng)中,還受到[敏感詞]因素影響。

受光器件的限制,例如下列光器件對(duì)新擴(kuò)展的波段范圍都不能直接支持,需要升級(jí)圖片

  • 摻鉺光纖放大器(EDFA)

  • 調(diào)制器等有源器件

  • 波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)(WSS)無(wú)源器件

對(duì)于L波段,傳輸性能劣化,會(huì)增加運(yùn)維復(fù)雜性,進(jìn)而增加成本投入。

可喜的是運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)將充分利用現(xiàn)有光纖資源,擴(kuò)展光纖可用波段資源,提升傳輸容量,作為未來(lái)光通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的目標(biāo),當(dāng)前也有部分運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始部署Cpp波段光網(wǎng)絡(luò)圖片

隨著技術(shù)的日新月異,未來(lái)我們一定可以看到采用C+L波段解決方案的光通信網(wǎng)絡(luò)圖片



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