Con el desarrollo rápido de las redes 5G, la demanda para la transmisión de datos de la red está aumentando exponencial. Como la red subyacente del portador, la capacidad de la transmisión de redes ópticas es crucial para el desarrollo de las redes 5G.
Un arma mágica importante para ampliar la capacidad de la transmisión de redes ópticas es explorar continuamente los recursos disponibles de la banda de fibras ópticas, que significa continuamente la extensión de la anchura de la trayectoria de transmisión de redes ópticas. Mientras que la trayectoria de transmisión ensancha, la capacidad de la transmisión de redes ópticas mejora naturalmente.
Recientemente, las redes ópticas han emergido en el CE, el Cpp, y las bandas de C+L, añadiendo ladrillos y las tejas para ampliar la capacidad de la transmisión de redes ópticas.
Bandas tradicionales
La comunicación de la fibra óptica, mientras que el nombre sugiere, refiere a la comunicación donde la luz sirve como un portador de información y servicios de la fibra óptica como medio de la transmisión. Sin embargo, no toda la luz es conveniente para la comunicación de la fibra óptica. Las diversas longitudes de onda del resultado de la luz (que se pueden entender simplemente como luz de diversos colores) en diversas pérdidas de transmisión en fibras ópticas. La luz con alta pérdida de transmisión no puede llevar la información a través de fibras ópticas.
Después de la investigación a largo plazo de los científicos, primero fue descubierto que la luz con una longitud de onda de 850nm se puede utilizar como luz para la comunicación óptica, que también se refiere directamente como la banda 850nm. Sin embargo, la pérdida de transmisión en la gama de longitud de onda de 850nm es relativamente alta, y no hay amplificador conveniente de la fibra disponible. Por lo tanto, la banda 850nm es solamente conveniente para la transmisión de corto alcance.
Posteriormente, los científicos exploraron la banda óptica “de la región de pequeñas pérdidas de la longitud de onda”, que es la región entre 1260nm y 1625nm, que es el más conveniente para la transmisión en fibras ópticas. La relación entre la pérdida de transmisión y la banda óptica se muestra en la figura siguiente.
La región 1260nm~1625nm se divide más a fondo en cinco bandas: O-banda, E-banda, S-banda, C-banda, y banda L.
O-banda
La gama de longitud de onda de la O-banda es 1260nm~1360nm. La distorsión de la señal causada por la dispersión de la luz en esta banda es la más pequeña y la pérdida es la más baja, haciéndole la banda temprana de la comunicación óptica. Por lo tanto, se nombra O-banda, donde O refiere a “original”.
E-banda
La gama de longitud de onda de la E-banda es 1360nm~1460nm, y la E-banda es el menos campo común de las cinco bandas. E se refiere ‘extendido’. Del gráfico de la pérdida de transmisión y de la relación óptica de la banda arriba, puede ser visto que hay un topetón irregular claro de la pérdida de transmisión en la E-banda. Este topetón de la pérdida de transmisión es causado por la absorción de la luz en las longitudes de onda de 1370nm a 1410nm por los iones de hidróxido (OH -), dando por resultado un claro aumento en pérdida de transmisión. Este topetón también se conoce como el pico del agua.
Debido a las limitaciones tempranas en tecnología de la fibra óptica, impurezas del agua (el OH basó) permanezca a menudo en las fibras de vidrio de la fibra óptica, dando por resultado la atenuación más alta de la transmisión de luz de la E-banda en la fibra y la incapacidad de ser utilizado para los propósitos normales de la transmisión y de la comunicación.
Con la mejora de la tecnología de proceso de la fibra, ITU-T G.652. La fibra de D ha emergido, haciendo la atenuación de la transmisión de luz de la E-banda más bajo que el de la luz de la O-banda, solucionando el problema del pico del agua de la luz de la E-banda.
S-banda
La gama de longitud de onda de la S-banda es 1460nm~1530nm. S refiere a “longitud de onda corta”. La pérdida de transmisión de luz de la S-banda es más baja que la de la luz de la O-banda, y es de uso frecuente para la longitud de onda del enlace descendente de los sistemas de PON (red óptica pasiva).
C-banda
La gama de longitud de onda de la C-banda es 1530nm~1565nm. C refiere a ‘convencional’. la luz de la C-banda tiene la pérdida de transmisión más baja y es ampliamente utilizada en las redes de la zona metropolitana, de larga distancia, los sistemas de cable óptico ultra de larga distancia, y submarinos. La C-banda también se utiliza con frecuencia en redes de la división de la longitud de onda.
Banda L
La gama de longitud de onda de la banda L es 1565nm~1625nm. L refiere a “longitud de onda larga”. La pérdida de transmisión de luz de la banda L es la segundo más baja. Cuando la luz de la C-banda es escasa para cumplir requisitos del ancho de banda, la luz de la banda L será utilizada como suplemento para las redes ópticas.
U-banda
Además de las cinco bandas antedichas, hay realmente otra banda que será utilizada, que es la U-banda. La gama de longitud de onda de la U-banda es 1625nm~1675nm. U refiere “a longitud de onda ultra larga”. La U-banda se utiliza principalmente para la supervisión de la red.
Resumamos estas bandas tradicionales abajo.
CE/Cpp/C+L-band
La gama de longitud de onda de uso general para la comunicación óptica es 1529.16nm~1560.61nm en la C-banda tradicional. La banda emergente CE/Cpp/C+L mencionó aquí refiere a los nuevos recursos de la banda introducidos por la comunicación óptica actual para ampliar recursos tradicionales de la transmisión de la C-banda.
Del análisis tradicional anterior de la banda, puede ser visto que para ampliar la C-banda usada en la comunicación óptica, la ayuda se puede intentar de las bandas cortas próximas de la longitud de onda (S-banda) y de las bandas de la longitud de onda larga (banda L). Esto está como, si usted quiere ampliar un camino existente, usted puede ver solamente si la tierra a ambos lados del camino está disponible, y si hay tierra, usted puede ampliar el camino.
¿Después, hechemos una ojeada la banda emergente CE/Cpp/C+L, y qué recursos se han pedido prestados del S y del L bandas?
Banda del CE
La banda del CE (C extendió) también se conoce como el C+band. ¿Qué gama de longitud de onda hace la banda del CE han comparado a la banda de C? Podemos dividir los recursos de la C-banda en 80 canales para la información que transmite, con cada canal ocupando un radio de acción de la banda de 0,4 nanómetros. Por lo tanto, la C-banda también se conoce como la banda C80. La banda del CE pide prestados algunos recursos de la longitud de onda de la banda L (es decir banda de la longitud de onda larga), y la gama de longitud de onda se amplía a 1529.16nm~1567.14nm. Los recursos de la banda del CE se pueden dividir en 96 canales para transmitir la información, a saber la banda C96. La capacidad de la transmisión de la banda del CE ha aumentado en el 20% comparado a la banda de C.
Banda de CPP
La banda de Cpp (C más) también se conoce como el C++band. La banda de Cpp no sólo pide prestados recursos de la longitud de onda de la banda L como la banda del CE, pero también de la S-banda, ampliando la gama de longitud de onda a 1524.30nm~1572.27nm. Según la asignación de recursos de cada canal que ocupa un radio de acción de la banda de 0,4 nanómetros, los recursos de la banda se pueden dividir en 120 canales para la información que transmite. Por lo tanto, la banda de Cpp también se conoce como la banda C120. La capacidad de la transmisión de la banda de Cpp ha aumentado en el 50% comparado a la banda de C.
Banda L de C+
La banda L de C+ indica literalmente que los recursos de C y de la banda L están utilizados para la comunicación óptica. Semejantemente, según la asignación de recursos de cada canal que ocupa 0,4 gamas de la banda del nanómetro, hay tres esquemas comunes de la transmisión para la banda L de C+.
C120+L80: Banda de Cpp (120 canales) +L-band (80 canales), alcanzando un sistema de 200 ondas. La banda L es realmente el L+band, con una gama de longitud de onda de 1575.16nm~1617.66nm. La capacidad de la transmisión del esquema de la transmisión C120+L80 ha aumentado en 1,5 veces comparadas a la C-banda.
C96+L96: Banda del CE (96 canales) + banda L (96 canales), alcanzando un sistema de 192 ondas. La banda L es realmente el L++band, con una gama de longitud de onda de 1575.16nm~1626.43nm. La capacidad de la transmisión del esquema de la transmisión C96+L96 ha aumentado en comparado más de dos veces a la C-banda.
C120+L96: Banda de Cpp (120 canales) +L-band (96 canales), alcanzando un sistema de 216 ondas. La banda L es realmente el L++band, con una gama de longitud de onda de 1575.16nm~1626.43nm. La capacidad de la transmisión del esquema de la transmisión C120+L96 ha aumentado en comparado alrededor dos veces a la C-banda.
Finalmente, una imagen muestra estas tres bandas emergentes.
Resumen
En fin, los científicos han ampliado los recursos disponibles de la longitud de onda de fibras ópticas a una gama muy grande. Sin embargo, estos recursos de la banda se pueden aplicar verdad a los sistemas de comunicación tales como 5G, y también son afectados por los factores siguientes.
Debido a las limitaciones de dispositivos ópticos, por ejemplo, los dispositivos ópticos siguientes no pueden apoyar directamente la gama y la necesidad nuevamente ampliadas de la banda de ser actualizado.
- Amplificador dopado erbio de la fibra (EDFA)
- Dispositivos activos tales como moduladores
- Dispositivo pasivo selectivo del interruptor de la longitud de onda (WSS)
Para la banda L, la degradación del funcionamiento de transmisión aumentará la complejidad de la operación y del mantenimiento, de tal modo aumentando la inversión costada.
Es gratificante que los operadores han utilizado completamente recursos existentes de la fibra óptica, recursos disponibles ampliados de la banda de la fibra óptica, y capacidad mejorada de la transmisión. Como meta para el desarrollo de las redes de comunicaciones ópticas futuras, algunos operadores también han comenzado a desplegar redes ópticas de la banda de Cpp.
Con el desarrollo rápido de la tecnología, veremos definitivamente redes de comunicaciones ópticas usando soluciones de la banda L de C+ en el futuro.
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