Med 5G -nätverk som expanderar vid paus - Nackhastighet växer databehovet exponentiellt. Eftersom det optiska lagret är den grundläggande transporten för 5G är dess kapacitet nu uppdrag - kritiskt. Ett av de mest effektiva sätten att skala den kapaciteten är att fortsätta gräva djupare in i fiberens tillgängliga spektrum - bokstavligen göra den optiska motorvägen bredare. En bredare väg betyder mer trafik. Nyligen nykomlingarna CE -, cpp - och c+l - Band har anslutit sig till festen och lägger till extra körfält till motorvägen. Nedan ger vi dig en snabb rundtur i dessa spektrala stadsdelar.
Traditionella band
Fiber - Optisk kommunikation, som namnet antyder, använder ljus som informationsbärare och själva fibern som transmissionsmedium - men inte bara något ljus kommer att göra. Olika våglängder (ungefär, olika "färger") lider av olika mängder dämpning inuti glaset. Om förlusten är för hög kan ljuset inte bära användbar information mycket långt.
Den första våglängden som forskare identifierade som praktiska var 850 nm, och bandet kallas fortfarande helt enkelt "850 nm -bandet." Emellertid är dess dämpning relativt hög och inga mogna optiska förstärkare finns för det, så det är begränsat till kort - nå länkar.
Senare arbetade arbetet ut det "låga - förlustfönstret", regionen från ungefär 1260 nm till 1625 nm, där kiseldioxidfibrer är mest transparenta. Grafen nedan visar hur förlust varierar med våglängden över detta intervall.
Fönstret 1260 nm - 1625 nm är ytterligare indelat i fem våg - band: o - Band, e - Band, s - band, c - band och l -.
O - Band
O - Band sträcker sig 1260 nm - 1360 nm.
Eftersom ljus i detta fönster lider av det minst kromatiska - dispersionsförvrängning och den lägsta förlusten, var det den första regionen som användes för optisk överföring - Därför namnet "O - Band", där O står för "Original."
E - Band
E - Bandvåglängdsområde: 1360 nm - 1460 nm. Det är det minst vanliga av de fem banden; "E" står för "utökad." Förlusten - kontra - våglängdskurva visar en skarp spik i detta fönster eftersom ljus nära 1370–1410 nm absorberas av hydroxyl (OH⁻) joner - en oegentlighet som kallas vattentoppen. Tidiga fibrer innehöll restvattenföroreningar, så e - bandet led den högsta dämpningen och var oanvändbar för överföring. Modern Fiber - tillverkning (ITU - t g.652.d) tar bort praktiskt taget alla Oh⁻, och skjuter e - Bandförlust under o - Bandnivåer och förvandlar den tidigare "förbjudna" regionen till en användbar motorväg.
S - Band
S - Bandvåglängdsområde: 1460 nm - 1530 nm. "S" står för "kort - våglängd." Dess överföringsförlust är något lägre än för O - -band och används vanligtvis som nedströmsvåglängden i PON (passiva optiska nätverk) -system.
C - Band
C - Bandvåglängdsområde: 1530 nm - 1565 nm. "C" står för "konventionell." Det erbjuder den lägsta fiberöverföringsförlusten och används ofta i tunnelbanan, lång - drag, ultra - lång - drag och ubåtkabelsystem. Det används också vanligtvis i våglängd - division multiplexeringsnätverk.
L - Band
L - Bandvåglängdsområde: 1565 nm - 1625 nm. "L" står för "lång - våglängd." Det erbjuder den andra - lägsta fiberöverföringsförlusten och används som en kapacitetsförlängning när C - -bandet ensam inte kan uppfylla bandbreddkraven.
U - Band
Förutom de fem banden ovan finns det ytterligare en pressad i tjänst: U - -bandet.
U - Bandvåglängdsområde: 1625 nm - 1675 nm; "U" står för "Ultra - lång - våglängd."
Eftersom förlusten är markant högre, är detta fönster nästan uteslutande reserverat för nätverk - övervakningskanaler snarare än hög - bit - betygstrafik.
CE/CPP/C+L -band
Arbetshästen för optisk transport har alltid varit det konventionella C - Band: 1529.16 nm - 1560,61 nm.
För att sträcka sin kapacitet ser ingenjörer nu den angränsande fastigheten - kortare - våglängd S och längre - våglängd l - som om de letar efter lediga partier på endera sidan av en befintlig motorväg.
De tre nya "expansionspartierna" är CE, CPP och C+L; Här är hur mycket spektrum var och en lånar från sina grannar.
Ce -band
CE (C Extended) -bandet, även kallat C+ Band, sträcker sig utöver det konventionella C -bandet genom att låna del av L -bandet (Long - Wavelength Band). Medan C -bandet sträcker sig över 1530–1565 nm och traditionellt är uppdelat i 80 kanaler med 0,4 nm vardera (därmed "C80"), sträcker sig CE -bandet från 1529,16 nm till 1567,14 nm. Detta 96-kanals rutnät (C96) lägger till 16 extra våglängder, vilket ökar transportkapaciteten med 20 % jämfört med standard C-bandet.
Cpp band
CPP (C Plus Plus) -bandet är också känt som C ++ -bandet. CPP -bandet lånar inte bara våglängdsresurser från L -bandet som CE -bandet, utan också från S -bandet och utvidgar våglängdsområdet från 1524.30nm till 1572.27Nm. Enligt resursavdelningen för varje kanal som upptar ett 0,4 nm bandintervall kan bandresurserna delas upp i 120 kanaler för att överföra information. Därför är CPP -bandet också känt som C120 -bandet. Överföringskapaciteten för CPP -bandet har ökat med 50% jämfört med C - Band.
C+L Band
C+L -bandet betyder bokstavligen att både C- och L -bandresurserna används för optisk kommunikation. Det finns tre vanliga transmissionsscheman för C+L -bandet, baserat på resursallokering av 0,4 nm för varje kanal.
C 120+ L80: CPP -band (120 kanaler)+L - Band (80 kanaler), vilket uppnår ett 200 vågsystem. L -bandet är faktiskt L+-bandet, med ett våglängdsintervall på 1575,16 nm till 1617,66 nm. Överföringskapaciteten för C 120+ L80 Transmission Scheme har ökat med 1,5 gånger jämfört med C - -bandet.
C 96+ L96: CE -band (96 kanaler)+L -band (96 kanaler), vilket uppnår ett 192 vågsystem. L -bandet är faktiskt L ++ -bandet, med ett våglängdsintervall på 1575,16 nm till 1626,43nm. Överföringskapaciteten för C 96+ L96 Transmission Scheme har ökat med mer än två gånger jämfört med C - -bandet.
C 120+ L96: CPP -band (120 kanaler)+L -band (96 kanaler), vilket uppnår ett 216 vågsystem. L -bandet är faktiskt L ++ -bandet, med ett våglängdsintervall på 1575,16 nm till 1626,43nm. Överföringskapaciteten för C 120+ L96 Transmission Scheme har ökat med cirka 2 gånger jämfört med C - -bandet.
Sammanfattning
Kort sagt, forskare har utökat de tillgängliga våglängdsresurserna för optiska fibrer till ett mycket stort område. Den verkliga tillämpningen av dessa bandresurser på kommunikationssystem som 5G påverkas emellertid också av följande faktorer. På grund av begränsningarna för optiska enheter, till exempel, kan följande optiska enheter inte direkt stödja det nyligen utvidgade bandintervallet och måste uppgraderas. Aktiva enheter såsom Erbium - dopade fiberförstärkare (EDFA), modulatorer, våglängdsselektiva switchar (WSS) och passiva enheter kan försämra överföringsprestanda i L - -bandet, öka den operativa komplexiteten och slutligen öka kostnadsinvesteringarna. Det är glädjande att operatörerna redan har utnyttjat befintliga fiberoptiska resurser fullt ut, utökat de tillgängliga fiberoptiska bandresurserna och förbättrat överföringskapaciteten som målet för framtida utveckling av optisk kommunikationsnätverk. För närvarande har vissa operatörer också börjat distribuera CPP -bandoptiska nätverk. Med den snabba utvecklingen av teknik kommer vi definitivt att se optiska kommunikationsnätverk som använder C+L -bandlösningar i framtiden.