光纖通信,就是利用光作為信息載體,在纖芯中傳輸,進行通信。
然而,并不是所有的光,都適合光纖通信。光的波長不同,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最合適的光。
上世紀70年代初,光纖通信開啟實用化落地的進程。當時主要的研發(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,是波長為850nm的光,這個波段(band),也被直接稱為 850nm波段 。
后來,到了70年代末80年代初,單模光纖開始了大規(guī)模的應用。

經過測試,工程師們發(fā)現,1260nm~1360nm波長范圍的光,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。
此后的三四十過年,經過漫長的摸索和實踐,專家們逐漸總結出一個 “低損耗波長區(qū)域” ,也就是 1260nm~1625nm區(qū)域。 這個波長區(qū)域范圍的光,最適合在光纖中傳輸。
這個區(qū)域被進一步劃分成了五個波段,分別是O波段,E波段,S波段,C波段和L波段。

隨著技術的不斷演進變化,專家們還驗證了光纖傳輸損耗和光波波長之間的規(guī)律,如下圖所示:

最常用的波段,被稱為 C波段 (1530nm~1565nm)。C,是“conventional(常規(guī))”的意思。
C波段表現出的損耗最低,被廣泛用于城域網、長途、超長途以及海底光纜系統(tǒng)。WDM波分復用系統(tǒng)中,也經常用到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波段不足以滿足帶寬需求的時候,也會采用L波段作為補充。L,是“l(fā)ong-wavelength(長波長)”的意思。
S波段 (1460nm~1530nm),也就是“short-wavelength(短波長)”波段,光纖損耗比O波段要高一些。它經常被用于PON(無源光網絡)系統(tǒng)的下行波長。

PON就是家庭光纖寬帶的那套系統(tǒng)。
它的上行波長為1310nm,下行波長為1490nm。
最后再來看看 E波段 。
這個波段有點特別,它是五個波段中最不常見的波段。E,是“extended(擴展)”的意思。
大家觀察剛才那張波長和損耗關系圖時,會發(fā)現,E波段有一個明顯的不規(guī)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。這也被稱為 水峰 。
早期的時候,因為工藝限制,光纖玻璃纖維中,經常殘留有水(OH基)雜質,導致E波段的衰減最高,無法正常使用。
后來,玻璃制作過程中的脫水技術發(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。(這類光纖也被稱為低水峰光纖或無水峰光纖。)
然而,由于在2000年之前安裝的許多現有光纖光纜在E波段都顯示出高衰減,因此,E波段在光通信中仍有一些使用方面的限制。
除了以上波段之外,其實還有一個波段會被用到,那就是 U波段 (ultra-long-wavelength band,超長波段:1625-1675 nm)。U頻段則主要用于網絡監(jiān)控。
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