با توسعه سریع شبکه های 5G، تقاضا برای انتقال داده های شبکه به طور تصاعدی در حال افزایش است.به عنوان شبکه حامل زیربنایی، ظرفیت انتقال شبکه‌های نوری برای توسعه شبکه‌های 5G حیاتی است.
یک سلاح جادویی اصلی برای گسترش ظرفیت انتقال شبکه‌های نوری، کاوش مداوم منابع باند موجود فیبرهای نوری است که به معنای گسترش مداوم عرض مسیر انتقال شبکه‌های نوری است.با گسترش مسیر انتقال، ظرفیت انتقال شبکه های نوری به طور طبیعی بهبود می یابد.
اخیراً، شبکه‌های نوری در باندهای CE، Cpp و C+L ظهور کرده‌اند و آجرها و کاشی‌ها را برای افزایش ظرفیت انتقال شبکه‌های نوری اضافه کرده‌اند.
گروه های موسیقی سنتی
ارتباط فیبر نوری همانطور که از نام آن پیداست به ارتباطی اشاره دارد که در آن نور به عنوان حامل اطلاعات و فیبر نوری به عنوان رسانه انتقال عمل می کند.با این حال، همه نورها برای ارتباطات فیبر نوری مناسب نیستند.طول موج های مختلف نور (که به سادگی می توان به عنوان نور با رنگ های مختلف درک کرد) منجر به تلفات انتقال متفاوت در فیبرهای نوری می شود.نور با تلفات انتقال بالا نمی تواند اطلاعات را از طریق فیبرهای نوری منتقل کند.
پس از تحقیقات طولانی مدت توسط دانشمندان، برای اولین بار کشف شد که نور با طول موج 850 نانومتر می تواند به عنوان نور برای ارتباطات نوری استفاده شود که مستقیماً به آن باند 850 نانومتری نیز گفته می شود.با این حال، تلفات انتقال در محدوده طول موج 850 نانومتر نسبتا زیاد است و هیچ تقویت کننده فیبر مناسبی در دسترس نیست.بنابراین، باند 850 نانومتری تنها برای انتقال با برد کوتاه مناسب است.
متعاقباً، دانشمندان باند نوری "منطقه با طول موج کم از دست دادن" را بررسی کردند که منطقه ای بین 1260 نانومتر و 1625 نانومتر است که برای انتقال در فیبرهای نوری مناسب ترین است.رابطه بین تلفات انتقال و باند نوری در شکل زیر نشان داده شده است.
منطقه 1260nm~1625nm بیشتر به پنج باند تقسیم می شود: O-band، E-band، S-band، C-band و L-band.
O-band
محدوده طول موج باند O 1260 نانومتر تا 1360 نانومتر است.اعوجاج سیگنال ناشی از پراکندگی نور در این باند کمترین و تلفات کمترین است و آن را به باند ارتباطی نوری اولیه تبدیل می کند.بنابراین به آن O-band می گویند که O به «اصلی» اشاره دارد.
باند الکترونیکی
محدوده طول موج باند E 1360 نانومتر تا 1460 نانومتر است و باند E کمترین رایج‌ترین در بین پنج باند است.E به "توسعه" اشاره دارد.از نمودار تلفات انتقال و رابطه باند نوری بالا، می توان دریافت که یک برآمدگی تلفات انتقال نامنظم واضح در باند E وجود دارد.این برآمدگی از دست دادن انتقال به دلیل جذب نور در طول موج های 1370 نانومتر تا 1410 نانومتر توسط یون های هیدروکسید (OH -) ایجاد می شود که منجر به افزایش شدید تلفات انتقال می شود.این برآمدگی به عنوان قله آب نیز شناخته می شود.
به دلیل محدودیت‌های اولیه در فناوری فیبر نوری، ناخالصی‌های آب (مبتنی بر OH) اغلب در فیبرهای شیشه‌ای فیبر نوری باقی می‌مانند که در نتیجه بیشترین تضعیف انتقال نور باند E در فیبر و عدم امکان استفاده برای انتقال عادی و اهداف ارتباطی را به همراه دارد.
با بهبود فناوری پردازش فیبر، ITU-T G.652.فیبر D پدیدار شده است، که باعث کاهش تضعیف نور باند E کمتر از نور باند O می شود و مشکل پیک آب نور باند E را حل می کند.
باند S
محدوده طول موج باند S 1460 نانومتر تا 1530 نانومتر است.S به "طول موج کوتاه" اشاره دارد.تلفات انتقال نور باند S کمتر از نور باند O است و اغلب برای طول موج downlink سیستم های PON (شبکه نوری غیرفعال) استفاده می شود.
باند سی
محدوده طول موج باند C 1530nm ~ 1565nm است.C به "متعارف" اشاره دارد.نور باند C کمترین تلفات انتقال را دارد و به طور گسترده در شبکه‌های شهری، سیستم‌های کابل نوری در مسافت‌های طولانی، بسیار دور و زیردریایی استفاده می‌شود.باند C نیز اغلب در شبکه های تقسیم طول موج استفاده می شود.
باند L
محدوده طول موج باند L 1565 نانومتر تا 1625 نانومتر است.L به "طول موج بلند" اشاره دارد.تلفات انتقال نور باند L دومین کمترین میزان است.هنگامی که نور باند C برای برآوردن نیازهای پهنای باند کافی نباشد، از نور باند L به عنوان مکمل برای شبکه های نوری استفاده می شود.
U-band
علاوه بر پنج باند فوق، در واقع باند دیگری نیز استفاده خواهد شد که U-band است.محدوده طول موج U-band 1625nm~1675nm است.U به "طول موج فوق العاده بلند" اشاره دارد.U-band عمدتا برای نظارت بر شبکه استفاده می شود.
بیایید این گروه های سنتی را در زیر خلاصه کنیم.
باند CE/Cpp/C+L
محدوده طول موجی که معمولاً برای ارتباطات نوری استفاده می شود در باند C سنتی 1529.16nm ~ 1560.61nm است.باند نوظهور CE/Cpp/C+L که در اینجا ذکر شد به منابع باند جدید معرفی شده توسط ارتباطات نوری فعلی برای گسترش منابع انتقال سنتی باند C اشاره دارد.
از تحلیل باند سنتی قبلی، می توان دریافت که برای گسترش باند C مورد استفاده در ارتباطات نوری، می توان از باندهای طول موج کوتاه (باند S) و باندهای طول موج بلند (باند L) پشتیبانی کرد.این به این صورت است که اگر می‌خواهید یک جاده موجود را گسترش دهید، فقط می‌توانید ببینید که آیا زمین بایر در دو طرف جاده موجود است یا خیر، و اگر زمین بایر وجود دارد، می‌توانید جاده را گسترش دهید.
در مرحله بعد، بیایید نگاهی به باند نوظهور CE/Cpp/C+L بیندازیم، و چه منابعی از باندهای S و L قرض گرفته شده است؟
باند CE
باند CE (C Extended) به باند C+ نیز معروف است.باند CE در مقایسه با باند C دارای چه محدوده طول موجی است؟ما می توانیم منابع باند C را به 80 کانال برای انتقال اطلاعات تقسیم کنیم که هر کانال محدوده باند 0.4 نانومتر را اشغال می کند.بنابراین، باند C به باند C80 نیز معروف است.باند CE برخی از منابع طول موج را از باند L (یعنی باند طول موج بلند) وام می گیرد و دامنه طول موج به 1529.16 نانومتر تا 1567.14 نانومتر افزایش می یابد.منابع باند CE را می توان به 96 کانال برای انتقال اطلاعات، یعنی باند C96 تقسیم کرد.ظرفیت انتقال باند CE نسبت به باند C 20 درصد افزایش یافته است.
باند CPP
باند Cpp (C پلاس پلاس) با نام C++ نیز شناخته می شود.باند Cpp نه تنها منابع طول موج را از باند L مانند باند CE وام می گیرد، بلکه از باند S نیز می گیرد و دامنه طول موج را به 1524.30 نانومتر تا 1572.27 نانومتر افزایش می دهد.با توجه به تخصیص منابع هر کانالی که محدوده باند 0.4 نانومتر را اشغال می کند، منابع باند را می توان به 120 کانال برای انتقال اطلاعات تقسیم کرد.بنابراین، باند Cpp به باند C120 نیز معروف است.ظرفیت انتقال باند Cpp نسبت به باند C 50 درصد افزایش یافته است.
باند C+L
باند C+L به معنای واقعی کلمه نشان می دهد که هر دو منبع باند C و L برای ارتباطات نوری استفاده می شوند.به طور مشابه، با توجه به تخصیص منابع هر کانالی که محدوده باند 0.4 نانومتری را اشغال می کند، سه طرح انتقال رایج برای باند C+L وجود دارد.
C120+L80: باند Cpp (120 کانال) + باند L (80 کانال)، دستیابی به سیستم موج 200.باند L در واقع باند L+ است، با محدوده طول موج 1575.16 نانومتر تا 1617.66 نانومتر.ظرفیت انتقال طرح انتقال C120+L80 نسبت به باند C 1.5 برابر افزایش یافته است.
C96 + L96: باند CE (96 کانال) + باند L (96 کانال)، دستیابی به سیستم موج 192.باند L در واقع باند L++ است، با محدوده طول موج 1575.16nm~1626.43nm.ظرفیت انتقال طرح انتقال C96+L96 در مقایسه با باند C بیش از دو برابر افزایش یافته است.
C120+L96: باند Cpp (120 کانال) + باند L (96 کانال)، دستیابی به سیستم موج 216.باند L در واقع باند L++ است، با محدوده طول موج 1575.16nm~1626.43nm.ظرفیت انتقال طرح انتقال C120+L96 در مقایسه با باند C حدود دو برابر افزایش یافته است.
در نهایت، تصویری این سه گروه نوظهور را نشان می دهد.
خلاصه
به طور خلاصه، دانشمندان منابع طول موج موجود فیبرهای نوری را به محدوده بسیار بزرگی گسترش داده اند.با این حال، این منابع باند را می توان واقعاً برای سیستم های ارتباطی مانند 5G اعمال کرد و همچنین تحت تأثیر عوامل زیر قرار می گیرد.
به‌عنوان مثال، به دلیل محدودیت‌های دستگاه‌های نوری، دستگاه‌های نوری زیر نمی‌توانند مستقیماً از محدوده باند گسترش‌یافته پشتیبانی کنند و نیاز به ارتقا دارند.
- تقویت کننده فیبر دوپینگ اربیوم (EDFA)
- دستگاه های فعال مانند مدولاتور
- دستگاه غیرفعال سوئیچ انتخابی طول موج (WSS).
برای باند L، کاهش عملکرد انتقال، پیچیدگی عملیات و نگهداری را افزایش می‌دهد و در نتیجه سرمایه‌گذاری هزینه را افزایش می‌دهد.
خوشحال کننده است که اپراتورها به طور کامل از منابع فیبر نوری موجود استفاده کرده اند، منابع باند فیبر نوری موجود را گسترش داده اند و ظرفیت انتقال را بهبود بخشیده اند.به عنوان یک هدف برای توسعه شبکه های ارتباطی نوری آینده، برخی از اپراتورها نیز شروع به استقرار شبکه های نوری باند Cpp کرده اند.
با پیشرفت سریع تکنولوژی، قطعا در آینده شاهد شبکه های ارتباطی نوری با استفاده از راه حل های باند C+L خواهیم بود.
این مقاله به:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1745178232708444597&wfr=spider&for=pc