到底什么是CE、C 、C L波段？
[導(dǎo)讀]前幾天寫(xiě)光通信那篇文章的時(shí)候，提到了CE、C、CL波段。很多同學(xué)問(wèn)，之前知道的都是O波段、E波段、C波段、L波段，沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)什么CE、C、CL波段，這是啥意思？今天，小棗君就專(zhuān)門(mén)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...
前幾天寫(xiě)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(wèn)，之前知道的都是O波段、E波段、C波段、L波段，沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)什么CE、C 、C L波段，這是啥意思？
今天，小棗君就專(zhuān)門(mén)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。
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(zhǎng)）最合適的光。
上世紀(jì)70年代初，光纖通信開(kāi)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(chēng)為850nm波段。
后來(lái)，到了70年代末80年代初，單模光纖開(kāi)始了大規(guī)模的應(yīng)用。
經(jīng)過(guò)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(guò)年，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的摸索和實(shí)踐，專(zhuān)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(zhuān)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(chēng)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(mǎn)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(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）系統(tǒng)的下行波長(zhǎng)。
PON就是家庭光纖寬帶的那套系統(tǒng)。它的上行波長(zhǎng)為1310nm，下行波長(zhǎng)為1490nm。
最后再來(lái)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(jiàn)的波段。E，是“extended（擴(kuò)展）”的意思。
大家觀(guān)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(chēng)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(wú)法正常使用。
后來(lái)，玻璃制作過(guò)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(wèn)題。（G.652.D也被稱(chēng)為低水峰光纖或無(wú)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(zhuān)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。
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(chēng)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(chēng)為C96波段。
C96波段相比C80波段，傳輸容量可提升20%。
再來(lái)看看C 波段方案。
大家看到C ，一定會(huì)覺(jué)得很親切。其實(shí)，這里的C ，和C 編程語(yǔ)言沒(méi)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(chēng)為C120波段（也有稱(chēng)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(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(huà)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(lái)了，其實(shí)L波段也有L 波段的，有時(shí)候也被稱(chēng)為Super L Band。
▉ 結(jié)語(yǔ)
以上，就是C、CE、C 、C L波段的區(qū)別介紹。
總的來(lái)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(méi)有那么簡(jiǎn)單。
最主要的挑戰(zhàn)，來(lái)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(wú)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！
—— 全文完 ——
參考文獻(xiàn)：
1、“擴(kuò)展C波段波分復(fù)用系統(tǒng)”技術(shù)白皮書(shū)2、光通信新的發(fā)展方向，光纖在線(xiàn)3、談拓展C波段波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)，中國(guó)電信張安旭4、Optical line systems: the road to 100Tbps，Ovum
很多同學(xué)問(wèn)，之前知道的都是O波段、E波段、C波段、L波段，沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)什么CE、C 、C L波段，這是啥意思？
今天，小棗君就專(zhuān)門(mén)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。
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(zhǎng)）最合適的光。
上世紀(jì)70年代初，光纖通信開(kāi)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(chēng)為850nm波段。
后來(lái)，到了70年代末80年代初，單模光纖開(kāi)始了大規(guī)模的應(yīng)用。
經(jīng)過(guò)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(guò)年，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的摸索和實(shí)踐，專(zhuān)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(zhuān)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(chēng)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(mǎn)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(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）系統(tǒng)的下行波長(zhǎng)。
PON就是家庭光纖寬帶的那套系統(tǒng)。它的上行波長(zhǎng)為1310nm，下行波長(zhǎng)為1490nm。最后再來(lái)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(jiàn)的波段。E，是“extended（擴(kuò)展）”的意思。
大家觀(guān)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(chēng)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(wú)法正常使用。
后來(lái)，玻璃制作過(guò)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(wèn)題。（G.652.D也被稱(chēng)為低水峰光纖或無(wú)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(zhuān)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(chēng)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(chēng)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(lái)看看C 波段方案。
大家看到C ，一定會(huì)覺(jué)得很親切。其實(shí)，這里的C ，和C 編程語(yǔ)言沒(méi)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(chēng)為C120波段（也有稱(chēng)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(huà)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(lái)了，其實(shí)L波段也有L 波段的，有時(shí)候也被稱(chēng)為Super L Band。
▉ 結(jié)語(yǔ)
以上，就是C、CE、C 、C L波段的區(qū)別介紹。
總的來(lái)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(méi)有那么簡(jiǎn)單。
最主要的挑戰(zhàn)，來(lái)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(wú)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！
—— 全文完 ——
參考文獻(xiàn)：
1、“擴(kuò)展C波段波分復(fù)用系統(tǒng)”技術(shù)白皮書(shū)2、光通信新的發(fā)展方向，光纖在線(xiàn)3、談拓展C波段波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)，中國(guó)電信張安旭4、Optical line systems: the road to 100Tbps，Ovum
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