مع التطور السريع لشبكات الجيل الخامس، يزداد الطلب على نقل البيانات عبر الشبكة بشكل كبير.القدرة على نقل الشبكات البصرية حاسمة لتطوير شبكات الجيل الخامس.
السلاح السحري الرئيسي لتوسيع قدرة نقل الشبكات الضوئية هو استكشاف الموارد المتاحة في النطاقوالذي يعني توسيع مستمر لعرض مسار الإرسال للشبكات البصريةمع اتساع مسار الإرسال، تتحسن قدرة الشبكات البصرية على الإرسال بشكل طبيعي.
في الآونة الأخيرة، ظهرت الشبكات البصرية في نطاقات CE و Cpp و C + L، وإضافة الطوب والبلاط لتوسيع قدرة نقل الشبكات البصرية.
الاتصالات بالألياف البصرية، كما يوحي الاسم، تشير إلى الاتصالات التي يكون فيها الضوء بمثابة حامل للمعلومات و الألياف البصرية بمثابة وسيلة نقل.ليس كل الضوء مناسب للاتصال بالألياف الضوئيةيؤدي طول الموجات المختلفة للضوء (الذي يمكن فهمه ببساطة على أنه ضوء من ألوان مختلفة) إلى خسائر نقل مختلفة في الألياف البصرية.الضوء ذو خسارة كبيرة في النقل لا يستطيع نقل المعلومات عبر الألياف البصرية.
بعد بحث طويل الأمد من قبل العلماء، تم اكتشاف أن الضوء مع طول موجة من 850nm يمكن أن تستخدم كضوء للاتصالات البصرية،والتي يشار إليها أيضا مباشرة باسم نطاق 850nmومع ذلك ، فإن فقدان الإرسال في نطاق طول الموجة من 850nm مرتفع نسبيا ، وليس هناك مكبر ألياف مناسب متاح.نطاق 850nm مناسب فقط لنقل المدى القصير.
بعد ذلك، استكشف العلماء النطاق البصري "منطقة طول الموجة منخفضة الخسارة"، وهو المنطقة بين 1260nm و 1625nm، والتي هي الأنسب لنقل الألياف البصرية.العلاقة بين خسارة الإرسال والفئة البصرية تظهر في الشكل التالي.
تنقسم منطقة 1260nm ~ 1625nm إلى خمس نطاقات: O-band ، E-band ، S-band ، C-band ، و L-band.
النطاق O
نطاق طول الموجة في النطاق O هو 1260nm ~ 1360nm. تشويه الإشارة الناجم عن تشتيت الضوء في هذه النطاق هو الأصغر والخسارة هي الأدنى،مما يجعلها شريط الاتصال البصري المبكرلذلك، يطلق عليه اسم O-band، حيث O يشير إلى "Original".
النطاق الإلكتروني
يبلغ نطاق طول الموجة في النطاق E 1360nm ~ 1460nm ، والنطاق E هو الأقل شيوعًا من بين النطاقات الخمسة. يشير E إلى "متوسعة".من الرسم البياني لفقدان الإرسال وعلاقة النطاق البصري أعلاه، يمكن أن نرى أن هناك عثرة واضحة غير منتظمة فقدان الإرسال في النطاق E.تسبب هذه الارتفاع في فقدان الإرسال من قبل امتصاص الضوء في أطوال موجة من 1370nm إلى 1410nm بواسطة أيونات هيدروكسيد (OH -)، مما يؤدي إلى زيادة حادة في خسارة الإرسال. هذه الارتفاع المعروف أيضا باسم ذروة المياه.
بسبب القيود المبكرة في تكنولوجيا الألياف الضوئية ، غالبًا ما تبقى الشوائب المعتمدة على الماء (OH) في ألياف الزجاج الضوئية ،مما يؤدي إلى أعلى ضعف لنقل الضوء في النطاق E في الألياف وعدم القدرة على استخدامها لأغراض النقل والاتصالات العادية.
مع تحسين تكنولوجيا معالجة الألياف،652لقد ظهرت الألياف D، مما يجعل انخفاض نقل ضوء النطاق E أقل من ضوء النطاق O، وحل مشكلة ذروة المياه من ضوء النطاق E.
النطاق S
نطاق طول الموجة في النطاق S هو 1460nm ~ 1530nm. يشير S إلى "طول موجة قصير". فقدان انتقال الضوء في النطاق S أقل من الضوء في النطاق O.وغالبا ما يستخدم لطول موجة الاتصال الهبوطي من أنظمة PON (الشبكة البصرية السلبية).
النطاق سي
نطاق طول الموجة في النطاق C هو 1530nm ~ 1565nm. يشير C إلى "العادي". ضوء النطاق C لديه أقل خسارة في النقل ويستخدم على نطاق واسع في شبكات المناطق الحضرية ، والمسافات الطويلة ،المسافات الطويلة جداً، وأنظمة الكابلات البصرية تحت الماء. يستخدم النطاق C أيضًا بشكل متكرر في شبكات تقسيم الطول الموجي.
النطاق L
نطاق طول الموجة في النطاق L هو 1565nm ~ 1625nm. يشير L إلى "طول موجة طويل". فقدان انتقال الضوء في النطاق L هو الثاني منخفض.عندما يكون ضوء النطاق C غير كاف لتلبية متطلبات عرض النطاق الترددي، سيتم استخدام ضوء النطاق L كمكمل للشبكات البصرية.
U-band
بالإضافة إلى النطاقات الخمسة المذكورة أعلاه ، هناك في الواقع نطاق آخر سيتم استخدامه ، وهو النطاق U. نطاق طول الموجة في النطاق U هو 1625nm ~ 1675nm. يشير U إلى "طول الموجة الطويل للغاية".يستخدم النطاق U بشكل رئيسي لمراقبة الشبكة.
لنلخص هذه الفرق التقليدية أدناه.
نطاق CE/Cpp/C+L
نطاق الطول الموجي المستخدم بشكل شائع للاتصالات البصرية هو 1529.16nm ~ 1560.61nm في النطاق التقليدي C.يشير النطاق الناشئ CE / Cpp / C + L المذكور هنا إلى موارد النطاق الجديدة التي أدخلتها الاتصالات البصرية الحالية لتوسيع موارد نقل النطاق C التقليدية.
من تحليل النطاق التقليدي السابق، يمكن أن نرى أنه لتوسيع النطاق C المستخدم في الاتصالات البصرية،يمكن البحث عن الدعم من النطاقات القصيرة الموجية القريبة (S-band) والنطاقات الطويلة الموجية (L-band)هذا مثل، إذا كنت ترغب في توسيع طريق موجود، يمكنك فقط أن ترى ما إذا كانت الأراضي العارية على جانبي الطريق متاحة، وإذا كان هناك أراضي عارية، يمكنك توسيع الطريق.
بعد ذلك، دعونا نلقي نظرة على النطاق الناشئ CE / Cpp / C + L، وما هي الموارد التي تم اقتراضها من النطاقات S و L؟
نطاق CE
يُعرف نطاق CE (C Extended) أيضًا باسم نطاق C +. ما هو نطاق طول الموجة الذي يمتلكه نطاق CE مقارنةً بنطاق C؟يمكننا تقسيم موارد النطاق الثالث إلى 80 قناة لنقل المعلومات، مع احتلال كل قناة نطاق نطاق 0.4 نانومتر. لذلك ، يُعرف نطاق C أيضًا باسم نطاق C80. يستعير نطاق CE بعض موارد طول الموجة من النطاق L (أي نطاق طول الموجة الطويل) ،ويتم توسيع نطاق طول الموجة إلى 1529.16nm ~ 1567.14nm. يمكن تقسيم موارد النطاق CE إلى 96 قناة لنقل المعلومات ، وهي نطاق C96.وقد زادت قدرة نقل نطاق CE بنسبة 20% مقارنة بنطاق C.
نطاق CPP
نطاق Cpp (C + plus) يُعرف أيضًا باسم نطاق C ++. نطاق Cpp لا يستعير فقط موارد طول الموجة من النطاق L مثل نطاق CE ، ولكن أيضًا من النطاق S ،توسيع نطاق طول الموجة إلى 1524.30nm~1572.27nm. وفقاً لتخصيص الموارد لكل قناة تحتل نطاق نطاق نطاق 0.4nm ، يمكن تقسيم موارد النطاق إلى 120 قناة لنقل المعلومات. وبالتالي ،الفرقة Cpp معروفة أيضا باسم الفرقة C120وقد زادت قدرة نقل النطاق CPP بنسبة 50% مقارنة بنطاق C.
نطاق C+L
يشير نطاق C + L حرفيًا إلى أن كل من موارد النطاقين C و L يتم استخدامها للاتصالات البصرية. وبالمثل ، وفقًا لتخصيص الموارد لكل قناة تحتل نطاق نطاق 0.4 نانومتر,هناك ثلاثة أنظمة نقل مشتركة لمجموعة C + L.
- C120 + L80: Cpp باند (120 قناة) + L-band (80 قناة) ، لتحقيق نظام موجات 200. L-band هو في الواقع L + band ، مع نطاق طول الموجة من 1575.16nm ~ 1617.66nm.وقد زادت قدرة نقل نظام نقل C120 + L80 بنسبة 1.5 مرات مقارنة بـ C-band
- C96 + L96: نطاق CE (96 قناة) + نطاق L (96 قناة) ، لتحقيق نظام موجة 192. النطاق L هو في الواقع النطاق L ++ ، مع نطاق طول الموجة من 1575.16nm ~ 1626.43nm.وقد زادت قدرة نقل نظام نقل C96 + L96 بأكثر من ضعف مقارنة مع نطاق C.
- C120 + L96: Cpp باند (120 قناة) + L-band (96 قناة) ، لتحقيق نظام موجة 216. L-band هو في الواقع L++band ، مع نطاق طول الموجة من 1575.16nm ~ 1626.43nm.وقد زادت قدرة نقل نظام نقل C120 + L96 بنحو الضعف مقارنة مع النطاق C.
وأخيراً، صورة تظهر هذه الفرق الثلاث الناشئة.
ملخص
باختصار، قام العلماء بتوسيع الموارد المتاحة لأطوال الموجات من الألياف الضوئية إلى نطاق واسع جدا. ومع ذلك، يمكن تطبيق هذه الموارد النطاقية حقاً على أنظمة الاتصالات مثل 5G،وتتأثر أيضا بالعوامل التالية.
بسبب قيود الأجهزة البصرية ، على سبيل المثال ، لا يمكن للأجهزة البصرية التالية دعم نطاق النطاق الموسع حديثًا وتحتاج إلى ترقية.
- مكبرات الألياف المزودة بالأربيم (EDFA)
- أجهزة نشطة مثل المنظمات
- الجهاز السلبي لمفتاح انتقائي طول الموجة (WSS)
بالنسبة لمجموعة L، فإن تدهور أداء النقل سيزيد من تعقيد التشغيل والصيانة، وبالتالي زيادة استثمارات التكلفة.
من الممتع أن الشركات قد استغلت بشكل كامل موارد الألياف الضوئية القائمة، وسعت موارد نطاق الألياف الضوئية المتاحة، وحسنت قدرة الإرسال.كهدف لتطوير شبكات الاتصالات البصرية في المستقبل، بدأ بعض المشغلين أيضاً في نشر الشبكات البصرية على نطاق CPP.
مع التطور السريع للتكنولوجيا، سنرى بالتأكيد شبكات الاتصالات البصرية باستخدام حلول C + L في المستقبل.
هذه المادة تشير إلى:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1745178232708444597&wfr=spider&for=pc