Met de snelle ontwikkeling van 5G-netwerken neemt de vraag naar netwerkdatatransmissie exponentieel toe.Als onderliggend carriernetwerk is de transmissiecapaciteit van optische netwerken cruciaal voor de ontwikkeling van 5G-netwerken.
Een belangrijk magisch wapen voor het uitbreiden van de transmissiecapaciteit van optische netwerken is het voortdurend onderzoeken van de beschikbare bandbronnen van optische vezels, wat betekent dat de transmissiepadbreedte van optische netwerken voortdurend moet worden uitgebreid.Naarmate het transmissiepad breder wordt, verbetert de transmissiecapaciteit van optische netwerken uiteraard.
Onlangs zijn er optische netwerken ontstaan in de CE-, Cpp- en C+L-banden, waarbij stenen en tegels zijn toegevoegd om de transmissiecapaciteit van optische netwerken uit te breiden.
Traditionele bands
Glasvezelcommunicatie verwijst, zoals de naam al doet vermoeden, naar communicatie waarbij licht dient als informatiedrager en glasvezel als transmissiemedium.Niet al het licht is echter geschikt voor glasvezelcommunicatie.De verschillende golflengten van licht (dat eenvoudigweg kan worden opgevat als licht van verschillende kleuren) resulteren in verschillende transmissieverliezen in optische vezels.Licht met een hoog transmissieverlies kan geen informatie door optische vezels transporteren.
Na langdurig onderzoek door wetenschappers werd voor het eerst ontdekt dat licht met een golflengte van 850 nm gebruikt kan worden als licht voor optische communicatie, ook wel direct de 850 nm-band genoemd.Het transmissieverlies in het golflengtebereik van 850 nm is echter relatief hoog en er is geen geschikte vezelversterker beschikbaar.Daarom is de 850 nm-band alleen geschikt voor transmissie op korte afstand.
Vervolgens onderzochten wetenschappers de optische band met "low loss golflengtegebied", het gebied tussen 1260 nm en 1625 nm, dat het meest geschikt is voor transmissie in optische vezels.De relatie tussen transmissieverlies en optische band wordt weergegeven in de volgende afbeelding.
Het 1260nm~1625nm-gebied is verder onderverdeeld in vijf banden: O-band, E-band, S-band, C-band en L-band.
O-band
Het golflengtebereik van de O-band is 1260 nm ~ 1360 nm.De signaalvervorming veroorzaakt door de verspreiding van licht in deze band is het kleinst en het verlies het laagst, waardoor dit de vroege optische communicatieband is.Daarom wordt het O-band genoemd, waarbij O verwijst naar "Origineel".
E-band
Het golflengtebereik van de E-band is 1360 nm ~ 1460 nm, en de E-band is de minst voorkomende van de vijf banden.E verwijst naar 'uitgebreid'.Uit de bovenstaande grafiek van transmissieverlies en optische bandrelatie blijkt dat er een duidelijke, onregelmatige transmissieverlieshobbel is in de E-band.Dit transmissieverlies wordt veroorzaakt door de absorptie van licht bij golflengten van 1370 nm tot 1410 nm door hydroxide-ionen (OH -), wat resulteert in een scherpe toename van het transmissieverlies.Deze bult wordt ook wel de waterpiek genoemd.
Als gevolg van vroege beperkingen in de glasvezeltechnologie blijven er vaak onzuiverheden op waterbasis (OH) achter in de glasvezelglasvezels, wat resulteert in de hoogste verzwakking van de E-band lichttransmissie in de vezel en het onvermogen om te worden gebruikt voor normale transmissie- en communicatiedoeleinden.
Met de verbetering van de vezelverwerkingstechnologie is ITU-T G.652.Er is D-vezel ontstaan, waardoor de transmissieverzwakking van E-bandlicht lager is dan die van O-bandlicht, waardoor het waterpiekprobleem van E-bandlicht wordt opgelost.
S-band
Het golflengtebereik van de S-band is 1460 nm ~ 1530 nm.S verwijst naar "korte golflengte".Het transmissieverlies van S-bandlicht is lager dan dat van O-bandlicht en wordt vaak gebruikt voor de downlinkgolflengte van PON-systemen (Passive Optical Network).
C-band
Het golflengtebereik van de C-band is 1530 nm ~ 1565 nm.C verwijst naar 'conventioneel'.C-bandlicht heeft het laagste transmissieverlies en wordt veel gebruikt in netwerken in stedelijke gebieden, langeafstands-, ultralangeafstands- en onderzeese optische kabelsystemen.De C-band wordt ook vaak gebruikt in golflengteverdelingsnetwerken.
L-band
Het golflengtebereik van de L-band is 1565 nm ~ 1625 nm.L verwijst naar "lange golflengte".Het transmissieverlies van L-bandlicht is het op een na laagste.Wanneer C-bandlicht onvoldoende is om aan de bandbreedtevereisten te voldoen, zal L-bandlicht worden gebruikt als aanvulling op optische netwerken.
U-band
Naast de bovengenoemde vijf bands is er feitelijk nog een band die ingezet zal worden, namelijk de U-band.Het golflengtebereik van de U-band is 1625 nm ~ 1675 nm.U verwijst naar "ultralange golflengte".De U-band wordt voornamelijk gebruikt voor netwerkmonitoring.
Laten we deze traditionele bands hieronder samenvatten.
CE/Cpp/C+L-band
Het algemeen gebruikte golflengtebereik voor optische communicatie is 1529,16 nm ~ 1560,61 nm in de traditionele C-band.De hier genoemde opkomende band CE/Cpp/C+L verwijst naar de nieuwe bandbronnen die door de huidige optische communicatie zijn geïntroduceerd om traditionele C-band transmissiebronnen uit te breiden.
Uit de eerdere traditionele bandanalyse blijkt dat om de C-band die wordt gebruikt in optische communicatie uit te breiden, ondersteuning kan worden gezocht in nabijgelegen korte golflengtebanden (S-band) en lange golflengtebanden (L-band).Dit is zoiets als: als je een bestaande weg wilt uitbreiden, kun je alleen zien of de woestenij aan beide kanten van de weg beschikbaar is, en als er woestenij is, kun je de weg uitbreiden.
Laten we vervolgens eens kijken naar de opkomende band CE/Cpp/C+L, en welke middelen zijn geleend van de S- en L-banden?
CE-band
De CE-band (C Extended) wordt ook wel de C+band genoemd.Welk golflengtebereik heeft de CE-band vergeleken met de C-band?We kunnen de C-bandbronnen verdelen in 80 kanalen voor het verzenden van informatie, waarbij elk kanaal een bandbereik van 0,4 nm beslaat.Daarom wordt de C-band ook wel de C80-band genoemd.De CE-band leent bepaalde golflengtebronnen van de L-band (dwz de lange golflengteband) en het golflengtebereik wordt uitgebreid tot 1529,16 nm ~ 1567,14 nm.De CE-bandbronnen kunnen worden verdeeld in 96 kanalen om informatie te verzenden, namelijk de C96-band.De transmissiecapaciteit van de CE-band is met 20% toegenomen ten opzichte van de C-band.
CPP-band
De Cpp-band (C plus plus) wordt ook wel de C++-band genoemd.De Cpp-band leent niet alleen golflengtebronnen van de L-band, zoals de CE-band, maar ook van de S-band, waardoor het golflengtebereik wordt uitgebreid tot 1524,30 nm ~ 1572,27 nm.Volgens de brontoewijzing van elk kanaal dat een bandbereik van 0,4 nm beslaat, kunnen de bandbronnen worden verdeeld in 120 kanalen voor het verzenden van informatie.Daarom wordt de Cpp-band ook wel de C120-band genoemd.De transmissiecapaciteit van de Cpp-band is met 50% toegenomen ten opzichte van de C-band.
C+L-band
De C+L-band geeft letterlijk aan dat zowel de C- als de L-bandbronnen worden gebruikt voor optische communicatie.Op soortgelijke wijze zijn er, afhankelijk van de brontoewijzing van elk kanaal dat een bandbereik van 0,4 nm bezet, drie gemeenschappelijke transmissieschema's voor de C+L-band.
C120+L80: Cpp-band (120 kanalen)+L-band (80 kanalen), waardoor een 200-golfsysteem wordt bereikt.De L-band is eigenlijk de L+band, met een golflengtebereik van 1575,16 nm~1617,66 nm.De transmissiecapaciteit van het C120+L80-transmissieschema is 1,5 keer groter geworden in vergelijking met de C-band.
C96+L96: CE-band (96 kanalen)+L-band (96 kanalen), waardoor een 192-golfsysteem wordt bereikt.De L-band is eigenlijk de L++-band, met een golflengtebereik van 1575,16 nm~1626,43 nm.De transmissiecapaciteit van het C96+L96-transmissieschema is ruim tweemaal toegenomen in vergelijking met de C-band.
C120+L96: Cpp-band (120 kanalen)+L-band (96 kanalen), waardoor een 216-golfsysteem wordt bereikt.De L-band is eigenlijk de L++-band, met een golflengtebereik van 1575,16 nm~1626,43 nm.De transmissiecapaciteit van het C120+L96-transmissieschema is ongeveer tweemaal toegenomen in vergelijking met de C-band.
Tenslotte toont een foto deze drie opkomende bands.
Samenvatting
Kortom, wetenschappers hebben de beschikbare golflengtebronnen van optische vezels tot een zeer groot bereik uitgebreid.Deze bandbronnen kunnen echter echt worden toegepast op communicatiesystemen zoals 5G, en worden ook beïnvloed door de volgende factoren.
Vanwege de beperkingen van optische apparaten kunnen de volgende optische apparaten bijvoorbeeld niet direct het nieuwe uitgebreide bandbereik ondersteunen en moeten ze worden geüpgraded.
- Erbium gedoteerde vezelversterker (EDFA)
- Actieve apparaten zoals modulators
- Passief apparaat met golflengteselectieve schakelaar (WSS).
Voor de L-band zal de verslechtering van de transmissieprestaties de complexiteit van de bediening en het onderhoud vergroten, waardoor de kosteninvesteringen toenemen.
Het is verheugend dat operators de bestaande glasvezelbronnen volledig hebben benut, de beschikbare glasvezelbandbronnen hebben uitgebreid en de transmissiecapaciteit hebben verbeterd.Als doel voor de ontwikkeling van toekomstige optische communicatienetwerken zijn sommige operators ook begonnen met het inzetten van optische CPP-bandnetwerken.
Met de snelle ontwikkeling van de technologie zullen we in de toekomst zeker optische communicatienetwerken zien die gebruik maken van C+L-bandoplossingen.
Dit artikel verwijst naar:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1745178232708444597&wfr=spider&for=pc