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(cháng)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(cháng)）最合適的光。
上世紀70年代初，光纖通信開(kāi)啟實(shí)用化落地的進(jìn)程。當時(shí)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(cháng)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)始了大規模的應用。
經(jīng)過(guò)測試，工程師們發(fā)現，1260nm~1360nm波長(cháng)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(cháng)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(cháng)的摸索和實(shí)踐，專(zhuān)家們逐漸總結出一個(gè)“低損耗波長(cháng)區域”，也就是1260nm~1625nm區域。這個(gè)波長(cháng)區域范圍的光，最適合在光纖中傳輸。
這個(gè)區域被進(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(zhù)技術(shù)的不斷演進(jìn)變化，專(zhuān)家們還驗證了光纖傳輸損耗和光波波長(cháng)之間的規律，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）”的意思。
C波段表現出的損耗最低，被廣泛用于城域網(wǎng)、長(cháng)途、超長(cháng)途以及海底光纜系統。WDM波分復用系統中，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(mǎn)足帶寬需求的時(shí)候，也會(huì )采用L波段作為補充。L，是“long-wavelength（長(cháng)波長(cháng)）”的意思。
S波段（1460nm~1530nm），也就是“short-wavelength（短波長(cháng)）”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 )）系統的下行波長(cháng)。
PON就是家庭光纖寬帶的那套系統。
它的上行波長(cháng)為1310nm，下行波長(cháng)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（擴展）”的意思。
大家觀(guān)察剛才那張波長(cháng)和損耗關(guān)系圖時(shí)，會(huì )發(fā)現，E波段有一個(gè)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(chēng)為水峰。
早期的時(shí)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(cháng)波段：1625-1675 nm）。U頻段則主要用于網(wǎng)絡(luò )監控。
匯總一下，如下表所示：
▉ 波段的擴展趨勢
時(shí)至今日，波段的情況又發(fā)生了變化。
隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )數據流量的不斷增長(cháng)，光纖的容量需要進(jìn)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(shù)、各種復用手段（偏振復用，空分復用甚至角動(dòng)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(zhuān)家們就想出了，對現有的波段（前文提到的那些波段）進(jìn)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(gè)傳統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波段的基礎上，向長(cháng)波長(cháng)擴展了一點(diǎn)點(diǎn)，波長(cháng)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擴展的基礎上，進(jìn)一步擴展，波長(cháng)范圍是1524-1572nm，大約可使用范圍達到6THz，波長(cháng)數可以擴展到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192個(gè)波長(cháng)，頻譜帶寬接近9.6THz，傳輸容量提升將近1倍。
畫(huà)一張圖，對比如下：
再列個(gè)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(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。
▉ 結語(yǔ)
以上，就是C、CE、C++、C+L波段的區別介紹。
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，并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。
最主要的挑戰，來(lái)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(wú)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(jìn)行支持，需要進(jìn)行升級。尤其是L波段，在傳輸性能劣化方面更差，會(huì )增加運維復雜性，進(jìn)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(jìn)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(gè)走法，還需要時(shí)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！
作者：鮮棗課堂
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