淺析到底什么是CE、C++、C+L波段？

前幾天寫光通信那篇文章的時(shí)候，提到了CE、C++、C+L波段。

很多同學(xué)問，之前知道的都是O波段、E波段、C波段、L波段，沒聽說過什么CE、C++、C+L波段，這是啥意思？

今天，小棗君就專門給大家解釋一下。

▉ 傳統(tǒng)波段

大家都知道，光纖通信，就是利用光作為信息載體，在纖芯中傳輸，進(jìn)行通信。

然而，并不是所有的光，都適合光纖通信。光的波長(zhǎng)不同，在光纖中的傳輸損耗就不同。

為了盡可能減小損耗，保證傳輸效果，科研工作者一直在致力于尋找頻率（波長(zhǎng)）最合適的光。

上世紀(jì)70年代初，光纖通信開啟實(shí)用化落地的進(jìn)程。當(dāng)時(shí)主要的研發(fā)對(duì)象，是多模光纖。

多模光纖的纖芯直徑更大，容許不同模式的光在一根光纖上傳輸。

最早被使用的光，是波長(zhǎng)為850nm的光，這個(gè)波段（band），也被直接稱為850nm波段。

后來，到了70年代末80年代初，單模光纖開始了大規(guī)模的應(yīng)用。

經(jīng)過測(cè)試，工程師們發(fā)現(xiàn)，1260nm~1360nm波長(zhǎng)范圍的光，由色散導(dǎo)致的信號(hào)失真最小，損耗最低。

所以，他們將這一波長(zhǎng)范圍采納為早期的光通信波段，并命名為O-band（O波段）。O，是“Orignal（原始）”的意思。

此后的三四十過年，經(jīng)過漫長(zhǎng)的摸索和實(shí)踐，專家們逐漸總結(jié)出一個(gè)“低損耗波長(zhǎng)區(qū)域”，也就是1260nm~1625nm區(qū)域。這個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域范圍的光，最適合在光纖中傳輸。

這個(gè)區(qū)域被進(jìn)一步劃分成了五個(gè)波段，分別是：O波段，E波段，S波段，C波段和L波段。

隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)變化，專家們還驗(yàn)證了光纖傳輸損耗和光波波長(zhǎng)之間的規(guī)律，如下圖所示：

最常用的波段，被稱為C波段（1530nm~1565nm）。C，是“conventional（常規(guī)）”的意思。

C波段表現(xiàn)出的損耗最低，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)。WDM波分復(fù)用系統(tǒng)中，也經(jīng)常用到C波段。

C波段旁邊的L波段（1565nm~1625nm），是損耗第二低的波段，也是行業(yè)的主流選擇之一。當(dāng)C波段不足以滿足帶寬需求的時(shí)候，也會(huì)采用L波段作為補(bǔ)充。L，是“l(fā)ong-wavelength（長(zhǎng)波長(zhǎng)）”的意思。

S波段（1460nm~1530nm），也就是“short-wavelength（短波長(zhǎng)）”波段，光纖損耗比O波段要高一些。它經(jīng)常被用于PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）系統(tǒng)的下行波長(zhǎng)。

最后再來看看E波段。

這個(gè)波段有點(diǎn)特別，它是五個(gè)波段中最不常見的波段。E，是“extended（擴(kuò)展）”的意思。

大家觀察剛才那張波長(zhǎng)和損耗關(guān)系圖時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)，E波段有一個(gè)明顯的不規(guī)則激凸。

那是因?yàn)?370-1410nm波段，氫氧根離子（OH-）吸收，所以損耗急劇加大。這也被稱為水峰。

早期的時(shí)候，因?yàn)楣に囅拗?，光纖玻璃纖維中，經(jīng)常殘留有水（OH基）雜質(zhì)，導(dǎo)致E波段的衰減最高，無法正常使用。

后來，玻璃制作過程中的脫水技術(shù)發(fā)明，E波段中最常用的光纖（ITU-T G.652.D）的衰減變得比O波段低，從而解決了水峰問題。（G.652.D也被稱為低水峰光纖或無水峰光纖。）

除了以上波段之外，其實(shí)還有一個(gè)波段會(huì)被用到，那就是U波段（ultra-long-wavelength band，超長(zhǎng)波段：1625-1675 nm）。U頻段則主要用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。

匯總一下，如下表所示：

▉ 波段的擴(kuò)展趨勢(shì)

時(shí)至今日，波段的情況又發(fā)生了變化。

隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的不斷增長(zhǎng)，光纖的容量需要進(jìn)一步擴(kuò)大。

想要擴(kuò)大容量，有這么幾種辦法：

1、采用更牛逼的調(diào)制方式、頻譜整形技術(shù)、各種復(fù)用手段（偏振復(fù)用，空分復(fù)用甚至角動(dòng)量復(fù)用等）；

2、擴(kuò)大單根光纖中的纖芯數(shù)量；

3、用更大的頻譜帶寬，增加波道數(shù)量。

針對(duì)第三種方法，專家們就想出了，對(duì)現(xiàn)有的波段（前文提到的那些波段）進(jìn)行擴(kuò)展。

CE波段

傳統(tǒng)C波段，指的是1529.16nm到1560.61nm的波段，從頻率上看是195.9THz到191.6THz，大約可使用頻譜范圍是4THz。在50GHz間隔下，這個(gè)傳統(tǒng)C波段可以支持80波，因此，也稱為C80波段。

而CE波段，是在C80波段的基礎(chǔ)上，向長(zhǎng)波長(zhǎng)擴(kuò)展了一點(diǎn)點(diǎn)，波長(zhǎng)范圍是1529.16-1567.14nm，大約可使用頻譜范圍是4.8THz。在50GHz間隔下，CE波段可以支持96波，因此，也稱為C96波段。

C96波段相比C80波段，傳輸容量可提升20%。

C++波段

再來看看C++波段方案。

大家看到C++，一定會(huì)覺得很親切。其實(shí)，這里的C++，和C++編程語言沒有任何關(guān)系。

C++，其實(shí)就是在C96擴(kuò)展的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)展，波長(zhǎng)范圍是1524-1572nm，大約可使用范圍達(dá)到6THz，波長(zhǎng)數(shù)可以擴(kuò)展到120波。C++也因此被稱為C120波段（也有稱為Super C Band）。

C++波段相比C80波段，傳輸容量可提升50%。

C+L波段

最后看看C+L波段方案。

L波段1565nm到1625nm，如果按照1570~1611nm算，可用頻譜范圍大約是4.8THz。因此，C+L波段，可以實(shí)現(xiàn)192個(gè)波長(zhǎng)，頻譜帶寬接近9.6THz，傳輸容量提升將近1倍。

畫一張圖，對(duì)比如下：

再列個(gè)表，更方便對(duì)比：

值得一提的是，C+L也有潛在的多種方案及頻譜邊界，例如：

C4T+L4T：1529~1561nm（4THz） + 1572~1606nm（4THz）

C6T+L6T：1524~1572nm（6THz） + 1575~1626nm（6THz）

大家應(yīng)該也看出來了，其實(shí)L波段也有L++波段的，有時(shí)候也被稱為Super L Band。

▉ 結(jié)語

以上，就是C、CE、C++、C+L波段的區(qū)別介紹。

總的來看，光纖可用頻譜資源已經(jīng)可以拓展到非常大的范圍。但是，想要真正實(shí)現(xiàn)，并沒有那么簡(jiǎn)單。

最主要的挑戰(zhàn)，來自擴(kuò)展頻譜對(duì)光器件的更高要求。

摻鉺光纖放大器（EDFA），光調(diào)制器等有源器件，WSS這樣的無源器件（受限于LCOS工藝），對(duì)新擴(kuò)展的頻譜范圍并不能都直接進(jìn)行支持，需要進(jìn)行升級(jí)。尤其是L波段，在傳輸性能劣化方面更差，會(huì)增加運(yùn)維復(fù)雜性，進(jìn)而增加成本投入。

另一方面，關(guān)于頻譜擴(kuò)展方案的具體標(biāo)準(zhǔn)，還有待進(jìn)一步完善和明確。

總而言之，頻譜擴(kuò)展是一條必經(jīng)之路，但究竟這條路該怎么個(gè)走法，還需要時(shí)間告訴我們答案。

好了，今天內(nèi)容就到這里，謝謝大家的耐心閱讀！

編輯：jq