مع التطور السريع لشبكات الجيل الخامس، يتزايد الطلب على نقل بيانات الشبكة بشكل كبير.وباعتبارها شبكة الناقل الأساسية، تعد قدرة نقل الشبكات الضوئية أمرًا بالغ الأهمية لتطوير شبكات الجيل الخامس.
يتمثل السلاح السحري الرئيسي لتوسيع قدرة الإرسال للشبكات الضوئية في الاستكشاف المستمر لموارد النطاق المتاحة للألياف الضوئية، مما يعني التوسيع المستمر لعرض مسار الإرسال للشبكات الضوئية.مع اتساع مسار النقل، تتحسن قدرة النقل للشبكات الضوئية بشكل طبيعي.
في الآونة الأخيرة، ظهرت الشبكات الضوئية في نطاقات CE وCpp وC+L، مما أدى إلى إضافة الطوب والبلاط لتوسيع قدرة نقل الشبكات الضوئية.
الفرق التقليدية
يشير اتصال الألياف الضوئية، كما يوحي الاسم، إلى الاتصال حيث يعمل الضوء كحامل معلومات وتعمل الألياف الضوئية كوسيلة نقل.ومع ذلك، ليس كل الضوء مناسبًا لاتصالات الألياف الضوئية.تؤدي الأطوال الموجية المختلفة للضوء (والتي يمكن فهمها ببساطة على أنها ضوء بألوان مختلفة) إلى خسائر نقل مختلفة في الألياف الضوئية.لا يمكن للضوء ذو فقدان الإرسال العالي أن يحمل المعلومات عبر الألياف الضوئية.
بعد بحث طويل الأمد أجراه العلماء، تم اكتشاف لأول مرة أن الضوء ذو الطول الموجي 850 نانومتر يمكن استخدامه كضوء للاتصالات البصرية، والذي يشار إليه أيضًا مباشرة باسم النطاق 850 نانومتر.ومع ذلك، فإن فقدان الإرسال في نطاق الطول الموجي 850 نانومتر مرتفع نسبيًا، ولا يوجد مضخم ألياف مناسب متاح.ولذلك، فإن النطاق 850 نانومتر مناسب فقط للإرسال قصير المدى.
بعد ذلك، اكتشف العلماء النطاق البصري "منطقة الطول الموجي منخفض الخسارة"، وهي المنطقة الواقعة بين 1260 نانومتر و1625 نانومتر، وهي الأكثر ملاءمة للنقل في الألياف الضوئية.تظهر العلاقة بين فقدان الإرسال والنطاق البصري في الشكل التالي.
وتنقسم المنطقة 1260 نانومتر ~ 1625 نانومتر أيضًا إلى خمسة نطاقات: النطاق O، والنطاق E، والنطاق S، والنطاق C، والنطاق L.
يا الفرقة
نطاق الطول الموجي للنطاق O هو 1260 نانومتر ~ 1360 نانومتر.تشويه الإشارة الناتج عن تشتت الضوء في هذا النطاق هو الأصغر والخسارة هي الأقل، مما يجعله نطاق الاتصال البصري المبكر.لذلك، تم تسميته بـ O-band، حيث يشير O إلى "الأصلي".
الفرقة الإلكترونية
نطاق الطول الموجي للنطاق E هو 1360 نانومتر ~ 1460 نانومتر، والنطاق E هو الأقل شيوعًا بين النطاقات الخمسة.يشير E إلى "ممتد".من الرسم البياني لخسارة الإرسال وعلاقة النطاق البصري أعلاه، يمكن ملاحظة أن هناك نتوءًا واضحًا غير منتظم لفقد الإرسال في النطاق E.يحدث نتوء فقدان الإرسال هذا بسبب امتصاص الضوء عند الأطوال الموجية من 1370 نانومتر إلى 1410 نانومتر بواسطة أيونات الهيدروكسيد (OH -)، مما يؤدي إلى زيادة حادة في فقدان الإرسال.يُعرف هذا النتوء أيضًا باسم ذروة الماء.
نظرًا للقيود المبكرة في تكنولوجيا الألياف الضوئية، غالبًا ما تبقى شوائب الماء (المعتمدة على OH) في الألياف الزجاجية للألياف الضوئية، مما يؤدي إلى أعلى توهين لنقل ضوء النطاق E في الألياف وعدم القدرة على استخدامه لأغراض النقل والاتصالات العادية.
مع تحسين تكنولوجيا معالجة الألياف، ITU-T G.652.ظهرت ألياف D، مما يجعل توهين انتقال ضوء النطاق E أقل من توهين ضوء النطاق O، مما يحل مشكلة ذروة الماء لضوء النطاق E.
الفرقة S
نطاق الطول الموجي للنطاق S هو 1460 نانومتر ~ 1530 نانومتر.يشير S إلى "الطول الموجي القصير".يكون فقدان إرسال ضوء النطاق S أقل من ضوء النطاق O، وغالبًا ما يستخدم لطول موجة الوصلة الهابطة لأنظمة PON (الشبكة الضوئية السلبية).
النطاق C
نطاق الطول الموجي للنطاق C هو 1530 نانومتر ~ 1565 نانومتر.يشير C إلى "تقليدي".يتمتع ضوء النطاق C بأقل خسارة في الإرسال ويستخدم على نطاق واسع في شبكات المناطق الحضرية والمسافات الطويلة والمسافات الطويلة جدًا وأنظمة الكابلات الضوئية البحرية.يُستخدم النطاق C أيضًا بشكل متكرر في شبكات تقسيم الطول الموجي.
الفرقة L
نطاق الطول الموجي للنطاق L هو 1565 نانومتر ~ 1625 نانومتر.يشير L إلى "الطول الموجي الطويل".خسارة انتقال ضوء النطاق L هي ثاني أقل خسارة.عندما يكون ضوء النطاق C غير كافٍ لتلبية متطلبات النطاق الترددي، سيتم استخدام ضوء النطاق L كمكمل للشبكات الضوئية.
U-الفرقة
بالإضافة إلى النطاقات الخمسة المذكورة أعلاه، هناك في الواقع نطاق آخر سيتم استخدامه، وهو النطاق U.نطاق الطول الموجي للنطاق U هو 1625 نانومتر ~ 1675 نانومتر.يشير U إلى "الطول الموجي الطويل للغاية".يستخدم النطاق U بشكل أساسي لمراقبة الشبكة.
دعونا نلخص هذه العصابات التقليدية أدناه.
CE/Cpp/C + L-النطاق
نطاق الطول الموجي الشائع الاستخدام للاتصالات البصرية هو 1529.16 نانومتر ~ 1560.61 نانومتر في النطاق C التقليدي.يشير النطاق الناشئ CE/Cpp/C+L المذكور هنا إلى موارد النطاق الجديدة التي قدمتها الاتصالات البصرية الحالية لتوسيع موارد نقل النطاق C التقليدية.
من تحليل النطاق التقليدي السابق، يمكن ملاحظة أنه لتوسيع النطاق C المستخدم في الاتصالات البصرية، يمكن الحصول على الدعم من نطاقات الطول الموجي القصيرة (S-band) ونطاقات الطول الموجي الطويلة (L-band) القريبة.يشبه هذا، إذا كنت ترغب في توسيع طريق حالي، فيمكنك فقط معرفة ما إذا كانت الأراضي القاحلة على جانبي الطريق متاحة، وإذا كانت هناك أرض قاحلة، فيمكنك توسيع الطريق.
بعد ذلك، دعونا نلقي نظرة على النطاق الناشئ CE/Cpp/C+L، وما هي الموارد التي تم اقتراضها من النطاقين S وL؟
فرقة سي
يُعرف نطاق CE (C Extended) أيضًا باسم النطاق C+.ما مدى الطول الموجي الذي يمتلكه النطاق CE مقارنة بالنطاق C؟يمكننا تقسيم موارد النطاق C إلى 80 قناة لنقل المعلومات، حيث تشغل كل قناة نطاق نطاق يبلغ 0.4 نانومتر.لذلك، يُعرف النطاق C أيضًا باسم النطاق C80.يستعير نطاق CE بعض موارد الطول الموجي من النطاق L (أي نطاق الطول الموجي الطويل)، ويتم توسيع نطاق الطول الموجي إلى 1529.16 نانومتر ~ 1567.14 نانومتر.يمكن تقسيم موارد نطاق CE إلى 96 قناة لنقل المعلومات، وهي النطاق C96.زادت قدرة الإرسال لنطاق CE بنسبة 20% مقارنة بالنطاق C.
فرقة CPP
يُعرف نطاق Cpp (C plus plus) أيضًا باسم نطاق C++.لا يستعير نطاق Cpp موارد الطول الموجي من النطاق L مثل النطاق CE فحسب، بل يستعير أيضًا من النطاق S، مما يوسع نطاق الطول الموجي إلى 1524.30 نانومتر ~ 1572.27 نانومتر.وفقًا لتخصيص الموارد لكل قناة تشغل نطاق نطاق يبلغ 0.4 نانومتر، يمكن تقسيم موارد النطاق إلى 120 قناة لنقل المعلومات.لذلك، يُعرف نطاق Cpp أيضًا باسم النطاق C120.زادت قدرة الإرسال لنطاق Cpp بنسبة 50% مقارنة بالنطاق C.
الفرقة C + L
يشير النطاق C+L حرفيًا إلى استخدام موارد النطاق C وL للاتصالات البصرية.وبالمثل، وفقاً لتخصيص الموارد لكل قناة تشغل نطاق نطاق يبلغ 0.4 نانومتر، هناك ثلاثة مخططات إرسال مشتركة للنطاق C+L.
C120+L80: نطاق Cpp (120 قناة) + نطاق L (80 قناة)، لتحقيق نظام 200 موجة.النطاق L هو في الواقع النطاق L+، مع نطاق طول موجي يبلغ 1575.16 نانومتر ~ 1617.66 نانومتر.زادت قدرة الإرسال لنظام النقل C120 + L80 بمقدار 1.5 مرة مقارنة بالنطاق C.
C96+L96: نطاق CE (96 قناة) + نطاق L (96 قناة)، لتحقيق نظام 192 موجة.النطاق L هو في الواقع النطاق L++، مع نطاق طول موجي يبلغ 1575.16 نانومتر ~ 1626.43 نانومتر.زادت قدرة الإرسال لنظام الإرسال C96 + L96 بأكثر من الضعف مقارنة بالنطاق C.
C120+L96: نطاق Cpp (120 قناة) + نطاق L (96 قناة)، لتحقيق نظام 216 موجة.النطاق L هو في الواقع النطاق L++، مع نطاق طول موجي يبلغ 1575.16 نانومتر ~ 1626.43 نانومتر.زادت قدرة الإرسال لنظام النقل C120 + L96 بحوالي الضعف مقارنة بالنطاق C.
وأخيرا، تظهر الصورة هذه الفرق الثلاثة الناشئة.
ملخص
باختصار، قام العلماء بتوسيع موارد الطول الموجي المتاحة للألياف الضوئية إلى نطاق كبير جدًا.ومع ذلك، يمكن تطبيق موارد النطاق هذه حقًا على أنظمة الاتصالات مثل 5G، وتتأثر أيضًا بالعوامل التالية.
نظرًا للقيود المفروضة على الأجهزة البصرية، على سبيل المثال، لا يمكن للأجهزة البصرية التالية أن تدعم نطاق النطاق الموسع حديثًا بشكل مباشر وتحتاج إلى الترقية.
- مضخم ألياف الإربيوم المخدر (EDFA)
- الأجهزة النشطة مثل المغيرين
- جهاز سلبي للمفتاح الانتقائي للطول الموجي (WSS).
بالنسبة للنطاق L، سيؤدي تدهور أداء الإرسال إلى زيادة تعقيد التشغيل والصيانة، وبالتالي زيادة الاستثمار في التكلفة.
ومن دواعي السرور أن المشغلين قد استخدموا موارد الألياف الضوئية الحالية بالكامل، وقاموا بتوسيع موارد نطاق الألياف الضوئية المتاحة، وتحسين قدرة النقل.كهدف لتطوير شبكات الاتصالات الضوئية المستقبلية، بدأ بعض المشغلين أيضًا في نشر شبكات ضوئية ذات نطاق Cpp.
مع التطور السريع للتكنولوجيا، سنرى بالتأكيد شبكات الاتصالات الضوئية تستخدم حلول النطاق C+L في المستقبل.
تشير هذه المقالة إلى:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1745178232708444597&wfr=spider&for=pc