文章轉載來源物聯網世界 >>中興文檔
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。
下面小編就給大家聊聊光纖的這些波段。
傳統波段
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，損耗最低，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最高，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 波段光的傳輸損耗最低，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。
下面來小結一下這些傳統波段。
CE / Cpp / C+L 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。
總結
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，還受到下面因素影響。
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。
