到底什么是CE、C 、C L波段？
[導(dǎo)讀]前幾天寫光通信那篇文章的時候，提到了CE、C、CL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、CL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，進行通信。然而，并...
前幾天寫光通信那篇文章的時候，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，進行通信。
然而，并不是所有的光，都適合光纖通信。光的波長不同，在光纖中的傳輸損耗就不同。
光纖的核心——纖芯（石英纖維）
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）最合適的光。
上世紀70年代初，光纖通信開啟實用化落地的進程。當時主要的研發(fā)對象，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，是波長為850nm的光，這個波段（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)過測試，工程師們發(fā)現(xiàn)，1260nm~1360nm波長范圍的光，由色散導(dǎo)致的信號失真最小，損耗最低。
所以，他們將這一波長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)過漫長的摸索和實踐，專家們逐漸總結(jié)出一個“低損耗波長區(qū)域”，也就是1260nm~1625nm區(qū)域。這個波長區(qū)域范圍的光，最適合在光纖中傳輸。
這個區(qū)域被進一步劃分成了五個波段，分別是：O波段，E波段，S波段，C波段和L波段。
隨著技術(shù)的不斷演進變化，專家們還驗證了光纖傳輸損耗和光波波長之間的規(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)、長途、超長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C波段不足以滿足帶寬需求的時候，也會采用L波段作為補充。L，是“l(fā)ong-wavelength（長波長）”的意思。
S波段（1460nm~1530nm），也就是“short-wavelength（短波長）”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。
PON就是家庭光纖寬帶的那套系統(tǒng)。它的上行波長為1310nm，下行波長為1490nm。
最后再來看看E波段。
這個波段有點特別，它是五個波段中最不常見的波段。E，是“extended（擴展）”的意思。
大家觀察剛才那張波長和損耗關(guān)系圖時，會發(fā)現(xiàn)，E波段有一個明顯的不規(guī)則激凸。
那是因為1370-1410nm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。
早期的時候，因為工藝限制，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，其實還有一個波段會被用到，那就是U波段（ultra-long-wavelength band，超長波段：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：
▉ 波段的擴展趨勢
時至今日，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，光纖的容量需要進一步擴大。
想要擴大容量，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)用甚至角動量復(fù)用等）；2、擴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。
針對第三種方法，專家們就想出了，對現(xiàn)有的波段（前文提到的那些波段）進行擴展。
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，向長波長擴展了一點點，波長范圍是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%。
再來看看C 波段方案。
大家看到C ，一定會覺得很親切。其實，這里的C ，和C 編程語言沒有任何關(guān)系。
C ，其實就是在C96擴展的基礎(chǔ)上，進一步擴展，波長范圍是1524-1572nm，大約可使用范圍達到6THz，波長數(shù)可以擴展到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%。
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，可以實現(xiàn)192個波長，頻譜帶寬接近9.6THz，傳輸容量提升將近1倍。
畫一張圖，對比如下：
再列個表，更方便對比：
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L波段也有L 波段的，有時候也被稱為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，想要真正實現(xiàn)，并沒有那么簡單。
最主要的挑戰(zhàn)，來自擴展頻譜對光器件的更高要求。
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），對新擴展的頻譜范圍并不能都直接進行支持，需要進行升級。尤其是L波段，在傳輸性能劣化方面更差，會增加運維復(fù)雜性，進而增加成本投入。
另一方面，關(guān)于頻譜擴展方案的具體標準，還有待進一步完善和明確。
總而言之，頻譜擴展是一條必經(jīng)之路，但究竟這條路該怎么個走法，還需要時間告訴我們答案。
好了，今天內(nèi)容就到這里，謝謝大家的耐心閱讀！
—— 全文完 ——
參考文獻：
1、“擴展C波段波分復(fù)用系統(tǒng)”技術(shù)白皮書2、光通信新的發(fā)展方向，光纖在線3、談拓展C波段波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)，中國電信張安旭4、Optical line systems: the road to 100Tbps，Ovum
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，進行通信。
然而，并不是所有的光，都適合光纖通信。光的波長不同，在光纖中的傳輸損耗就不同。
光纖的核心——纖芯（石英纖維）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）最合適的光。
上世紀70年代初，光纖通信開啟實用化落地的進程。當時主要的研發(fā)對象，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，是波長為850nm的光，這個波段（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)過測試，工程師們發(fā)現(xiàn)，1260nm~1360nm波長范圍的光，由色散導(dǎo)致的信號失真最小，損耗最低。
所以，他們將這一波長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)過漫長的摸索和實踐，專家們逐漸總結(jié)出一個“低損耗波長區(qū)域”，也就是1260nm~1625nm區(qū)域。這個波長區(qū)域范圍的光，最適合在光纖中傳輸。
這個區(qū)域被進一步劃分成了五個波段，分別是：O波段，E波段，S波段，C波段和L波段。
隨著技術(shù)的不斷演進變化，專家們還驗證了光纖傳輸損耗和光波波長之間的規(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)、長途、超長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C波段不足以滿足帶寬需求的時候，也會采用L波段作為補充。L，是“l(fā)ong-wavelength（長波長）”的意思。
S波段（1460nm~1530nm），也就是“short-wavelength（短波長）”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。
PON就是家庭光纖寬帶的那套系統(tǒng)。它的上行波長為1310nm，下行波長為1490nm。最后再來看看E波段。
這個波段有點特別，它是五個波段中最不常見的波段。E，是“extended（擴展）”的意思。
大家觀察剛才那張波長和損耗關(guān)系圖時，會發(fā)現(xiàn)，E波段有一個明顯的不規(guī)則激凸。
那是因為1370-1410nm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。
早期的時候，因為工藝限制，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，其實還有一個波段會被用到，那就是U波段（ultra-long-wavelength band，超長波段：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：
▉ 波段的擴展趨勢
時至今日，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，光纖的容量需要進一步擴大。
想要擴大容量，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)用甚至角動量復(fù)用等）；2、擴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。
針對第三種方法，專家們就想出了，對現(xiàn)有的波段（前文提到的那些波段）進行擴展。
- 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，向長波長擴展了一點點，波長范圍是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 ，一定會覺得很親切。其實，這里的C ，和C 編程語言沒有任何關(guān)系。
C ，其實就是在C96擴展的基礎(chǔ)上，進一步擴展，波長范圍是1524-1572nm，大約可使用范圍達到6THz，波長數(shù)可以擴展到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，可以實現(xiàn)192個波長，頻譜帶寬接近9.6THz，傳輸容量提升將近1倍。
畫一張圖，對比如下：
再列個表，更方便對比：
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L波段也有L 波段的，有時候也被稱為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，想要真正實現(xiàn)，并沒有那么簡單。
最主要的挑戰(zhàn)，來自擴展頻譜對光器件的更高要求。
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），對新擴展的頻譜范圍并不能都直接進行支持，需要進行升級。尤其是L波段，在傳輸性能劣化方面更差，會增加運維復(fù)雜性，進而增加成本投入。
另一方面，關(guān)于頻譜擴展方案的具體標準，還有待進一步完善和明確。
總而言之，頻譜擴展是一條必經(jīng)之路，但究竟這條路該怎么個走法，還需要時間告訴我們答案。
好了，今天內(nèi)容就到這里，謝謝大家的耐心閱讀！
—— 全文完 ——
參考文獻：
1、“擴展C波段波分復(fù)用系統(tǒng)”技術(shù)白皮書2、光通信新的發(fā)展方向，光纖在線3、談拓展C波段波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)，中國電信張安旭4、Optical line systems: the road to 100Tbps，Ovum
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