5G网络迅猛发展，网络数据传输需求呈指数增长，光网络作为底层的承载网络，其传输能力对5G网络发展至关重要
扩展光网络传输能力的一大法宝就是不停深挖光纤可用的波段资源，也就是不断扩展光网络的传输道路宽度
传输道路宽了，光网络的传输能力自然就提升了
近期，光网络涌现出波段新秀CE、Cpp、C+L波段，为扩展光网络传输能力增砖加瓦
下面小编就给大家聊聊光纤的这些波段
传统波段
光纤通信顾名思义就是光作为信息载体，光纤作为传输介质的通信
但是，不是所有的光都适合光纤通信
光的波长不同（可以简单理解为颜色不同的光），在光纤中的传输损耗就不同
传输损耗大的光，就没办法携带信息在光纤中传输了
经过科学家长期研究，最先发现波长为850nm的光可以作为光通信使用的光，这个波段也被直接称为850nm波段
但是，850nm波段的波长区域传输损耗比较大，也没有合适的光纤放大器
因此，850nm波段仅适宜于短程传输
而后，科学家又探索出“低损耗波长区域”光波段，也就是1260nm~1625nm区域的光，最适合在光纤中传输
传输损耗和光波段关系参见下图
1260nm~1625nm区域又被细分为五个波段：O波段、E波段、S波段、C波段和L波段
O波段
O波段波长范围为：1260nm~1360nm
此波段的光色散导致的信号失真最小，损耗最低，为早期的光通信波段
因此，被命名为O-band（O波段），其中O指“Orignal（原始）”
E波段
E波段波长范围为：1360nm~1460nm，E波段是五个波段中最不常见的波段
E指“extended（扩展）”
从上面传输损耗和光波段关系图中，可以看到E波段有一个明显的不规则传输损耗凸点
这个传输损耗凸点是因为1370nm~1410nm波长的光被氢氧根离子（OH-）吸收，所以导致传输损耗急剧加大，这个凸点也被称为水峰
由于受早期光纤工艺限制，在光纤玻璃纤维中，经常残留有水（OH基）杂质，导致E波段的光在光纤中传输的衰减最高，无法正常用于传输通信使用
随着光纤加工工艺的提高，出现了ITU-T G.652.D光纤，使得E波段光的传输衰减变得比O波段低，解决了E波段光的水峰问题
S波段
S波段波长范围为：1460nm~1530nm
S指“short-wavelength（短波长）”
S波段光的传输损耗比O波段要低一些，常被用于PON（无源光网络）系统的下行波长
C波段
C波段波长范围为：1530nm~1565nm
C指“conventional（常规）”
C波段光的传输损耗最低，被广泛用于城域网、长途、超长途以及海底光缆系统
波分网络中也经常用到C波段
L波段
L波段波长范围为：1565nm~1625nm
L指“long-wavelength（长波长）”
L波段光的传输损耗第二低
当C波段光不足以满足带宽需求的时候，L波段光会作为补充用于光网络
U波段
除了以上五个波段之外，其实还有一个波段会被用到，那就是U波段
U波段的波长范围是1625nm~1675nm
U指“ultra-long-wavelength（超长波长）”
U波段则主要用于网络监控
下面来小结一下这些传统波段
CE/Cpp/C+L波段
光通信常用波段是：传统C波段的1529.16nm ~ 1560.61nm波长范围
这里所提及的新秀波段CE/Cpp/C+L，是指当前光通信为扩展传统C波段传输资源而引入的新波段资源
从前面的传统波段分析可知，要想扩宽光通信所使用的C波段，可以向临近短波长波段（S波段）和长波长波段（L波段）求支援
这好比，要想扩建现有道路，就只能看看道路两旁的荒地是否可用，有荒地就可以扩宽道路
接下来我们看看新秀波段CE/Cpp/C+L，向S和L波段借用了哪些资源呢？
CE波段
CE（C Extended）波段也称C+波段
那CE波段较C波段“+”了哪些波长范围呢？我们可以将C波段资源划分为80个通路传输信息，其中每个通路占用0.4 nm的波段范围资源
因此，C波段也称为C80波段
CE波段借用了L波段（即长波长波段）部分波长资源，波长范围扩展为是1529.16nm ~ 1567.14nm，CE波段资源可划分为96个通路传输信息，也就是C96波段
CE波段的传输容量相对于C波段，增加了20%
Cpp波段
Cpp（C plus plus）波段也称为C++波段
Cpp波段不仅像CE波段那样，向L波段借用波长资源，也同时向S波段借用资源，波长范围扩展为1524.30nm ~ 1572.27nm
按照每个通路占用0.4 nm的波段范围资源划分，波段资源可以划分为120个通路传输信息
因此Cpp波段也被称为C120波段
Cpp波段的传输容量相对于C波段，增加了50%
C+L波段
C+L波段从字面上可了解到，C波段和L波段的资源都用于光通信
同样按照每个通路占用0.4 nm的波段范围资源划分，C+L波段常见传输方案有如下3种
C120+L80：Cpp波段（120个通路）+L波段（80个通路），实现200波系统
其中L波段实际为L+波段，波长范围为1575.16nm ~ 1617.66nm
C120+L80传输方案的传输容量较C波段增加了1.5倍
C96+L96：CE波段（96个通路）+L波段（96个通路），实现192波系统
其中L波段实际为L++波段，波长范围为1575.16nm ~ 1626.43nm
C96+L96传输方案的传输容量较C波段增加了1倍多
C120+L96：Cpp波段（120个通路）+L波段（96个通路），实现216波系统
其中L波段实际为L++波段，波长范围为1575.16nm ~ 1626.43nm
C120+L96传输方案的传输容量较C波段增加了约2倍
最后，一张图展示一下这三个新秀波段
总结
总之，科学家已经将光纤可用波长资源拓展到非常大的范围
但是，这些波段资源可以真正应用到5G等通信系统中，还受到下面因素影响
受光器件的限制，例如下列光器件对新扩展的波段范围都不能直接支持，需要升级
掺铒光纤放大器（EDFA）
调制器等有源器件
波长选择开关（WSS）无源器件
对于L波段，传输性能劣化，会增加运维复杂性，进而增加成本投入
可喜的是运营商已经将充分利用现有光纤资源，扩展光纤可用波段资源，提升传输容量，作为未来光通信网络发展的目标，当前也有部分运营商开始部署Cpp波段光网络
随着技术的日新月异，未来我们一定可以看到采用C+L波段解决方案的光通信网络
来源：中兴文档
转自：“中科院物理所”微信公众号
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