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本文轉載自微信公眾號「鮮棗課堂」，作者小棗君。轉載本文請聯系鮮棗課堂公眾號。

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模的應用。

經過測試，工程師們發現，1260nm~1360nm波長范圍的光，由色散導致的信號失真最小，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，經過漫長的摸索和實踐，專家們逐漸總結出一個“低損耗波長區域”，也就是1260nm~1625nm區域。這個波長區域范圍的光，最適合在光纖中傳輸。

這個區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)”的意思。

C波段表現出的損耗最低，被廣泛用于城域網、長途、超長途以及海底光纜系統。WDM波分復用系統中，也經常用到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“long-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。它經常被用于PON(無源光網絡)系統的下行波長。

PON就是家庭光纖寬帶的那套系統。

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系圖時，會發現，E波段有一個明顯的不規則激凸。

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，經常殘留有水(OH基)雜質，導致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發明，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頻段則主要用于網絡監控。

匯總一下，如下表所示：

波段的擴展趨勢

時至今日，波段的情況又發生了變化。

隨著網絡數據流量的不斷增長，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、采用更牛逼的調制方式、頻譜整形技術、各種復用手段(偏振復用，空分復用甚至角動量復用等);

2、擴大單根光纖中的纖芯數量;

3、用更大的頻譜帶寬，增加波道數量。

針對第三種方法，專家們就想出了，對現有的波段(前文提到的那些波段)進行擴展。

CE波段

傳統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系。

C++，其實就是在C96擴展的基礎上，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。

結語

以上，就是C、CE、C++、C+L波段的區別介紹。

總的來看，光纖可用頻譜資源已經可以拓展到非常大的范圍。但是，想要真正實現，并沒有那么簡單。

最主要的挑戰，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，會增加運維復雜性，進而增加成本投入。

另一方面，關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，今天內容就到這里，謝謝大家的耐心閱讀!