發布時間:2022-10-19作者來源:金航標瀏覽:1787
5G網絡迅猛發展,網絡數據傳輸需求呈指數增長,光網絡作為底層的承載網絡,其傳輸能力對5G網絡發展至關重要。
擴展光網絡傳輸能力的一大法寶就是不停深挖光纖可用的波段資源,也就是不斷擴展光網絡的傳輸道路寬度。傳輸道路寬了,光網絡的傳輸能力自然就提升了。
近期,光網絡涌現出波段新秀CE、Cpp、C+L波段,為擴展光網絡傳輸能力增磚加瓦。
[敏感詞]小編就給大家聊聊光纖的這些波段。
光纖通信顧名思義就是光作為信息載體,光纖作為傳輸介質的通信。但是,不是所有的光都適合光纖通信。光的波長不同(可以簡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,就沒辦法攜帶信息在光纖中傳輸了。
經過科學家長期研究,最先發現波長為850nm的光可以作為光通信使用的光,這個波段也被直接稱為850nm波段。但是,850nm波段的波長區域傳輸損耗比較大,也沒有合適的光纖放大器。因此,850nm波段僅適宜于短程傳輸。
而后,科學家又探索出“低損耗波長區域”光波段,也就是1260nm~1625nm區域的光,最適合在光纖中傳輸。傳輸損耗和光波段關系參見下圖。
1260nm~1625nm區域又被細分為五個波段:O波段、E波段、S波段、C波段和L波段。
O波段
O波段波長范圍為:1260nm~1360nm。此波段的光色散導致的信號失真最小,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波段波長范圍為:1360nm~1460nm,E波段是五個波段中最不常見的波段。E指“extended(擴展)”。從上面傳輸損耗和光波段關系圖中,可以看到E波段有一個明顯的不規則傳輸損耗凸點。這個傳輸損耗凸點是因為1370nm~1410nm波長的光被氫氧根離子(OH-)吸收,所以導致傳輸損耗急劇加大,這個凸點也被稱為水峰。
由于受早期光纖工藝限制,在光纖玻璃纖維中,經常殘留有水(OH基)雜質,導致E波段的光在光纖中傳輸的衰減[敏感詞],無法正常用于傳輸通信使用。
隨著光纖加工工藝的提高,出現了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波段光的水峰問題。
S波段
S波段波長范圍為:1460nm~1530nm。S指“short-wavelength(短波長)”。S波段光的傳輸損耗比O波段要低一些,常被用于PON(無源光網絡)系統的下行波長。
C波段
C波段波長范圍為:1530nm~1565nm。C指“conventional(常規)”。C波段光的傳輸損耗[敏感詞],被廣泛用于城域網、長途、超長途以及海底光纜系統。波分網絡中也經常用到C波段。
L波段
L波段波長范圍為:1565nm~1625nm。L指“long-wavelength(長波長)”。L波段光的傳輸損耗第二低。當C波段光不足以滿足帶寬需求的時候,L波段光會作為補充用于光網絡。
U波段
除了以上五個波段之外,其實還有一個波段會被用到,那就是U波段。U波段的波長范圍是1625nm~1675nm。U指“ultra-long-wavelength(超長波長)”。U波段則主要用于網絡監控。
[敏感詞]來小結一下這些傳統波段。
光通信常用波段是:傳統C波段的1529.16nm ~ 1560.61nm波長范圍。這里所提及的新秀波段CE/Cpp/C+L,是指當前光通信為擴展傳統C波段傳輸資源而引入的新波段資源。
從前面的傳統波段分析可知,要想擴寬光通信所使用的C波段,可以向臨近短波長波段(S波段)和長波長波段(L波段)求支援。這好比,要想擴建現有道路,就只能看看道路兩旁的荒地是否可用,有荒地就可以擴寬道路。
接下來我們看看新秀波段CE/Cpp/C+L,向S和L波段借用了哪些資源呢?
CE波段
CE(C Extended)波段也稱C+波段。那CE波段較C波段“+”了哪些波長范圍呢?我們可以將C波段資源劃分為80個通路傳輸信息,其中每個通路占用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(即長波長波段)部分波長資源,波長范圍擴展為是1529.16nm ~ 1567.14nm,CE波段資源可劃分為96個通路傳輸信息,也就是C96波段。CE波段的傳輸容量相對于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波段借用波長資源,也同時向S波段借用資源,波長范圍擴展為1524.30nm ~ 1572.27nm。按照每個通路占用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。同樣按照每個通路占用0.4 nm的波段范圍資源劃分,C+L波段常見傳輸方案有如下3種。
C120+L80:Cpp波段(120個通路)+L波段(80個通路),實現200波系統。其中L波段實際為L+波段,波長范圍為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個通路)+L波段(96個通路),實現192波系統。其中L波段實際為L++波段,波長范圍為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個通路)+L波段(96個通路),實現216波系統。其中L波段實際為L++波段,波長范圍為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新秀波段。
總之,科學家已經將光纖可用波長資源拓展到非常大的范圍。但是,這些波段資源可以真正應用到5G等通信系統中,還受到[敏感詞]因素影響。
受光器件的限制,例如下列光器件對新擴展的波段范圍都不能直接支持,需要升級。
摻鉺光纖放大器(EDFA)
調制器等有源器件
波長選擇開關(WSS)無源器件
對于L波段,傳輸性能劣化,會增加運維復雜性,進而增加成本投入。
可喜的是運營商已經將充分利用現有光纖資源,擴展光纖可用波段資源,提升傳輸容量,作為未來光通信網絡發展的目標,當前也有部分運營商開始部署Cpp波段光網絡。
隨著技術的日新月異,未來我們一定可以看到采用C+L波段解決方案的光通信網絡。
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