Wraz z szybkim rozwojem sieci 5G zapotrzebowanie na sieciową transmisję danych rośnie wykładniczo.Jako podstawowa sieć nośna, przepustowość sieci optycznych ma kluczowe znaczenie dla rozwoju sieci 5G.
Główną magiczną bronią zwiększania przepustowości sieci optycznych jest ciągłe eksplorowanie dostępnych zasobów pasmowych włókien optycznych, co oznacza ciągłe zwiększanie szerokości ścieżki transmisyjnej sieci optycznych.W miarę poszerzania się ścieżki transmisji w naturalny sposób poprawia się przepustowość sieci optycznych.
Ostatnio pojawiły się sieci optyczne w pasmach CE, Cpp i C+L, dodając cegły i płytki w celu zwiększenia zdolności transmisyjnej sieci optycznych.
Tradycyjne zespoły
Komunikacja światłowodowa, jak sama nazwa wskazuje, odnosi się do komunikacji, w której światło służy jako nośnik informacji, a światłowód służy jako medium transmisyjne.Jednak nie każde światło nadaje się do komunikacji światłowodowej.Różne długości fal światła (które można po prostu rozumieć jako światło o różnych barwach) powodują różne straty transmisyjne w światłowodach.Światło o dużych stratach transmisji nie może przenosić informacji w światłowodach.
Po długotrwałych badaniach naukowców po raz pierwszy odkryto, że światło o długości fali 850 nm może być wykorzystywane jako światło do komunikacji optycznej, co jest również bezpośrednio określane jako pasmo 850 nm.Jednakże straty transmisji w zakresie długości fal 850 nm są stosunkowo wysokie i nie jest dostępny odpowiedni wzmacniacz światłowodowy.Dlatego pasmo 850 nm nadaje się tylko do transmisji krótkiego zasięgu.
Następnie naukowcy zbadali pasmo optyczne „obszar długości fali o niskiej stracie”, czyli obszar pomiędzy 1260 nm a 1625 nm, który jest najbardziej odpowiedni do transmisji w światłowodach.Zależność pomiędzy stratą transmisji a pasmem optycznym pokazano na poniższym rysunku.
Obszar 1260 nm ~ 1625 nm jest dalej podzielony na pięć pasm: pasmo O, pasmo E, pasmo S, pasmo C i pasmo L.
Zespół O
Zakres długości fali pasma O wynosi 1260 nm ~ 1360 nm.Zniekształcenie sygnału spowodowane rozproszeniem światła w tym paśmie jest najmniejsze, a straty najmniejsze, co czyni go wczesnym pasmem komunikacji optycznej.Dlatego nazywa się to pasmem O, gdzie O oznacza „Oryginał”.
Opaska E
Zakres długości fali pasma E wynosi 1360 nm ~ 1460 nm, a pasmo E jest najrzadziej spotykanym z pięciu pasm.E oznacza „rozszerzony”.Z powyższego wykresu zależności utraty transmisji i pasma optycznego widać, że w paśmie E występuje wyraźne, nieregularne uderzenie w utratę transmisji.Ten wzrost utraty transmisji jest spowodowany absorpcją światła o długości fali od 1370 nm do 1410 nm przez jony wodorotlenkowe (OH -), co powoduje gwałtowny wzrost utraty transmisji.To wybrzuszenie jest również znane jako szczyt wody.
Ze względu na wczesne ograniczenia technologii światłowodowej, we włóknach szklanych często pozostają zanieczyszczenia wodą (na bazie OH), co powoduje największe tłumienie transmisji światła w paśmie E w światłowodzie i uniemożliwia wykorzystanie go do normalnych celów transmisji i komunikacji.
Wraz z udoskonaleniem technologii przetwarzania włókien, ITU-T G.652.Pojawiło się światłowód D, dzięki któremu tłumienie transmisji światła w paśmie E jest mniejsze niż w paśmie O, rozwiązując problem szczytu wodnego światła w paśmie E.
Pasmo S
Zakres długości fali pasma S wynosi 1460 nm ~ 1530 nm.S odnosi się do „krótkiej fali”.Strata transmisji światła w paśmie S jest niższa niż w paśmie O i jest często wykorzystywana w przypadku długości fali łącza w dół w systemach PON (pasywna sieć optyczna).
Pasmo C
Zakres długości fali pasma C wynosi 1530 nm ~ 1565 nm.C oznacza „konwencjonalny”.Światło w paśmie C charakteryzuje się najniższymi stratami w transmisji i jest szeroko stosowane w sieciach metropolitalnych, dalekobieżnych, bardzo długodystansowych i podmorskich systemach kabli optycznych.Pasmo C jest również często stosowane w sieciach z podziałem długości fali.
Pasmo L
Zakres długości fali pasma L wynosi 1565 nm ~ 1625 nm.L odnosi się do „długiej fali”.Strata transmisji światła w paśmie L jest drugą co do wielkości.Gdy światło w paśmie C jest niewystarczające, aby spełnić wymagania dotyczące przepustowości, światło w paśmie L będzie stosowane jako uzupełnienie sieci optycznych.
Pasmo U
Oprócz powyższych pięciu pasm, w rzeczywistości będzie używane inne pasmo, czyli pasmo U.Zakres długości fali pasma U wynosi 1625 nm ~ 1675 nm.U oznacza „bardzo długą falę”.Pasmo U jest używane głównie do monitorowania sieci.
Podsumujmy te tradycyjne zespoły poniżej.
Pasmo CE/Cpp/C+L
Powszechnie stosowany zakres długości fal w komunikacji optycznej wynosi 1529,16 nm ~ 1560,61 nm w tradycyjnym paśmie C.Wspomniane tutaj powstające pasmo CE/Cpp/C+L odnosi się do nowych zasobów pasma wprowadzonych przez obecną komunikację optyczną w celu rozszerzenia tradycyjnych zasobów transmisji w paśmie C.
Z poprzedniej analizy tradycyjnego pasma wynika, że w celu rozszerzenia pasma C wykorzystywanego w komunikacji optycznej można szukać wsparcia w pobliskich pasmach krótkich fal (pasmo S) i pasm długich fal (pasmo L).To tak, jakby jeśli chcesz poszerzyć istniejącą drogę, możesz sprawdzić tylko, czy nieużytki po obu stronach drogi są dostępne, a jeśli są nieużytki, możesz poszerzyć drogę.
Następnie przyjrzyjmy się powstającemu paśmie CE/Cpp/C+L i jakie zasoby zostały zapożyczone z pasm S i L?
Zespół CE
Pasmo CE (C Extended) jest również znane jako pasmo C+.Jaki zakres długości fal ma pasmo CE w porównaniu z pasmem C?Zasoby pasma C możemy podzielić na 80 kanałów do przesyłania informacji, przy czym każdy kanał zajmuje zakres pasma 0,4 nm.Dlatego pasmo C jest również znane jako pasmo C80.Pasmo CE zapożycza część długości fal z pasma L (tj. pasma długich fal), a zakres długości fal jest rozszerzany do 1529,16 nm ~ 1567,14 nm.Zasoby pasma CE można podzielić na 96 kanałów do przesyłania informacji, czyli pasmo C96.Zdolność transmisji pasma CE wzrosła o 20% w porównaniu do pasma C.
Zespół CPP
Pasmo Cpp (C plus plus) jest również znane jako pasmo C++.Pasmo Cpp nie tylko pożycza zasoby długości fal z pasma L, takiego jak pasmo CE, ale także z pasma S, rozszerzając zakres długości fal do 1524,30 nm ~ 1572,27 nm.Zgodnie z przydziałem zasobów dla każdego kanału zajmującego zakres pasma 0,4 nm, zasoby pasma można podzielić na 120 kanałów do przesyłania informacji.Dlatego pasmo Cpp jest również znane jako pasmo C120.Przepustowość pasma Cpp wzrosła o 50% w porównaniu do pasma C.
Zespół C+L
Pasmo C+L dosłownie wskazuje, że zarówno zasoby pasma C, jak i L są wykorzystywane do komunikacji optycznej.Podobnie, zgodnie z alokacją zasobów każdego kanału zajmującego zakres pasma 0,4 nm, istnieją trzy wspólne schematy transmisji dla pasma C+L.
C120+L80: pasmo Cpp (120 kanałów) + pasmo L (80 kanałów), co pozwala uzyskać system 200 fal.Pasmo L to w rzeczywistości pasmo L+ z zakresem długości fal od 1575,16 nm do 1617,66 nm.Zdolność przesyłowa schematu transmisji C120+L80 wzrosła 1,5-krotnie w porównaniu do pasma C.
C96+L96: pasmo CE (96 kanałów) + pasmo L (96 kanałów), co pozwala uzyskać system 192 fal.Pasmo L to w rzeczywistości pasmo L++ z zakresem długości fal od 1575,16 nm do 1626,43 nm.Zdolność przesyłowa schematu transmisji C96+L96 wzrosła ponad dwukrotnie w porównaniu do pasma C.
C120+L96: pasmo Cpp (120 kanałów) + pasmo L (96 kanałów), co pozwala uzyskać system 216 fal.Pasmo L to w rzeczywistości pasmo L++ z zakresem długości fal od 1575,16 nm do 1626,43 nm.Zdolność przesyłowa schematu transmisji C120+L96 wzrosła około dwukrotnie w porównaniu do pasma C.
Na koniec zdjęcie przedstawia te trzy wschodzące zespoły.
Streszczenie
Krótko mówiąc, naukowcy rozszerzyli dostępne zasoby długości fal światłowodów do bardzo dużego zakresu.Jednak te zasoby pasma można naprawdę zastosować w systemach komunikacyjnych, takich jak 5G, i wpływają na nie również następujące czynniki.
Na przykład ze względu na ograniczenia urządzeń optycznych następujące urządzenia optyczne nie mogą bezpośrednio obsługiwać nowo rozszerzonego zakresu pasma i wymagają modernizacji.
- Wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem (EDFA)
- Urządzenia aktywne, takie jak modulatory
- Urządzenie pasywne z przełącznikiem selektywnej długości fali (WSS).
W przypadku pasma L pogorszenie wydajności transmisji zwiększy złożoność obsługi i konserwacji, zwiększając w ten sposób koszty inwestycji.
Cieszy fakt, że operatorzy w pełni wykorzystali istniejące zasoby światłowodów, rozszerzyli dostępne zasoby pasma światłowodowego i poprawili przepustowość.W celu rozwoju przyszłych optycznych sieci komunikacyjnych niektórzy operatorzy rozpoczęli także wdrażanie sieci optycznych w paśmie Cpp.
Wraz z szybkim rozwojem technologii z pewnością w przyszłości zobaczymy optyczne sieci komunikacyjne wykorzystujące rozwiązania w paśmie C+L.
Ten artykuł odnosi się do:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1745178232708444597&wfr=spider&for=pc