ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเครือข่าย 5G ความต้องการการส่งข้อมูลเครือข่ายจึงเพิ่มขึ้นอย่างมากในฐานะเครือข่ายผู้ให้บริการพื้นฐาน ความสามารถในการรับส่งข้อมูลของเครือข่ายออปติกมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเครือข่าย 5G
อาวุธวิเศษที่สำคัญในการขยายความสามารถในการรับส่งข้อมูลของเครือข่ายออปติคอลคือการสำรวจทรัพยากรย่านความถี่ที่มีอยู่ของใยแก้วนำแสงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งหมายถึงการขยายความกว้างเส้นทางการส่งสัญญาณของเครือข่ายออปติกอย่างต่อเนื่องเมื่อเส้นทางการส่งข้อมูลกว้างขึ้น ความสามารถในการรับส่งข้อมูลของเครือข่ายออปติคัลจะดีขึ้นตามธรรมชาติ
เมื่อเร็ว ๆ นี้ เครือข่ายออปติกได้เกิดขึ้นในย่านความถี่ CE, Cpp และ C+L โดยเพิ่มอิฐและแผ่นกระเบื้องเพื่อขยายความสามารถในการรับส่งข้อมูลของเครือข่ายออปติก
วงดนตรีแบบดั้งเดิม
การสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก ตามชื่อหมายถึง หมายถึงการสื่อสารโดยที่แสงทำหน้าที่เป็นตัวพาข้อมูล และไฟเบอร์ออปติกทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการส่งผ่านอย่างไรก็ตาม แสงบางประเภทไม่เหมาะสำหรับการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสง (ซึ่งสามารถเข้าใจได้ง่ายว่าเป็นแสงที่มีสีต่างกัน) ส่งผลให้เกิดการสูญเสียการส่งผ่านใยแก้วนำแสงที่แตกต่างกันแสงที่มีการสูญเสียการส่งผ่านสูงไม่สามารถส่งข้อมูลผ่านใยแก้วนำแสงได้
หลังจากการวิจัยระยะยาวโดยนักวิทยาศาสตร์ พบว่าแสงที่มีความยาวคลื่น 850 นาโนเมตรสามารถใช้เป็นแสงสำหรับการสื่อสารด้วยแสงได้ ซึ่งเรียกโดยตรงว่าแถบความถี่ 850 นาโนเมตรอย่างไรก็ตาม การสูญเสียการส่งผ่านในช่วงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตรค่อนข้างสูง และไม่มีเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ที่เหมาะสมดังนั้นย่านความถี่ 850 นาโนเมตรจึงเหมาะสำหรับการส่งสัญญาณระยะสั้นเท่านั้น
ต่อมา นักวิทยาศาสตร์ได้สำรวจแถบแสง "บริเวณความยาวคลื่นที่สูญเสียต่ำ" ซึ่งเป็นช่วงระหว่าง 1260 นาโนเมตร ถึง 1625 นาโนเมตร ซึ่งเหมาะสมที่สุดสำหรับการส่งสัญญาณในเส้นใยนำแสงความสัมพันธ์ระหว่างการสูญเสียการส่งผ่านและแถบแสงแสดงในรูปต่อไปนี้
ภูมิภาค 1260nm~1625nm แบ่งออกเป็นห้าแบนด์เพิ่มเติม: O-band, E-band, S-band, C-band และ L-band
โอแบนด์
ช่วงความยาวคลื่นของ O-band คือ 1260nm~1360nmการบิดเบือนของสัญญาณที่เกิดจากการกระจายตัวของแสงในย่านความถี่นี้มีค่าน้อยที่สุดและการสูญเสียจะต่ำที่สุด ทำให้เป็นย่านความถี่การสื่อสารแบบออปติกในยุคแรกๆดังนั้นจึงมีชื่อว่า O-band โดยที่ O หมายถึง "Original"
อีแบนด์
ช่วงความยาวคลื่นของ E-band คือ 1360nm~1460nm และ E-band นั้นพบได้น้อยที่สุดในห้าแบนด์E หมายถึง 'ขยาย'จากกราฟของการสูญเสียการส่งสัญญาณและความสัมพันธ์ของแถบแสงด้านบน จะเห็นได้ว่ามีการสูญเสียการส่งสัญญาณที่ผิดปกติอย่างชัดเจนใน E-bandการสูญเสียการส่งผ่านนี้เกิดจากการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 1370 นาโนเมตรถึง 1410 นาโนเมตรโดยไฮดรอกไซด์ไอออน (OH -) ส่งผลให้การสูญเสียการส่งผ่านเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วก้อนนี้เรียกอีกอย่างว่ายอดน้ำ
เนื่องจากข้อจำกัดในช่วงเริ่มต้นของเทคโนโลยีใยแก้วนำแสง น้ำ (ตาม OH) สิ่งเจือปนมักจะยังคงอยู่ในเส้นใยแก้วใยแก้วนำแสง ส่งผลให้การส่งผ่านแสง E-band ในเส้นใยมีการลดทอนลงสูงสุด และไม่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการส่งผ่านและการสื่อสารตามปกติ
ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีการประมวลผลไฟเบอร์ ITU-T G.652เส้นใย D ได้ถือกำเนิดขึ้น ทำให้การลดทอนการส่งผ่านของแสง E-band ต่ำกว่าแสงของ O-band แก้ปัญหาจุดสูงสุดของน้ำของแสง E-band
S-วง
ช่วงความยาวคลื่นของ S-band คือ 1460nm~1530nmS หมายถึง "ความยาวคลื่นสั้น"การสูญเสียการส่งผ่านของแสง S-band นั้นต่ำกว่าแสงของ O-band และมักใช้สำหรับความยาวคลื่นดาวน์ลิงก์ของระบบ PON (Passive Optical Network)
ซีแบนด์
ช่วงความยาวคลื่นของ C-band คือ 1530nm~1565nmC หมายถึง 'ธรรมดา'แสงซีแบนด์มีการสูญเสียการส่งผ่านข้อมูลต่ำที่สุด และใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายบริเวณเขตเมือง ระบบเคเบิลแบบออปติคัลแบบระยะไกล ระยะไกลพิเศษ และระบบเคเบิลใต้น้ำนอกจากนี้ C-band ยังถูกใช้บ่อยในเครือข่ายการแบ่งความยาวคลื่น
L-วง
ช่วงความยาวคลื่นของ L-band คือ 1565nm~1625nmL หมายถึง "ความยาวคลื่นยาว"การสูญเสียการส่งผ่านของแสง L-band นั้นต่ำที่สุดเป็นอันดับสองเมื่อแสงย่านความถี่ C ไม่เพียงพอต่อความต้องการแบนด์วิธ แสงย่านความถี่ L จะถูกนำมาใช้เป็นส่วนเสริมสำหรับเครือข่ายออปติก
ยูแบนด์
นอกจากห้าแบนด์ข้างต้นแล้ว จริงๆ แล้วยังมีแบนด์อื่นๆ ที่จะนำมาใช้ ซึ่งก็คือ U-bandช่วงความยาวคลื่นของ U-band คือ 1625nm~1675nmU หมายถึง "ความยาวคลื่นยาวพิเศษ"U-band ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการตรวจสอบเครือข่าย
สรุปวงดนตรีดั้งเดิมเหล่านี้ด้านล่าง
CE/Cpp/C+L-แบนด์
ช่วงความยาวคลื่นที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการสื่อสารด้วยแสงคือ 1529.16nm~1560.61nm ใน C-band แบบดั้งเดิมแถบความถี่ที่เกิดขึ้นใหม่ CE/Cpp/C+L ที่กล่าวถึงในที่นี้หมายถึงทรัพยากรแถบความถี่ใหม่ที่นำเสนอโดยการสื่อสารแบบออปติกในปัจจุบันเพื่อขยายทรัพยากรการส่งสัญญาณ C-band แบบดั้งเดิม
จากการวิเคราะห์ย่านความถี่แบบดั้งเดิมก่อนหน้านี้ จะเห็นได้ว่าหากต้องการขยายย่านความถี่ C ที่ใช้ในการสื่อสารด้วยแสง สามารถขอรับการสนับสนุนได้จากแถบความยาวคลื่นสั้น (S-band) ในบริเวณใกล้เคียง และแถบความยาวคลื่นยาว (L-band)เหมือนกับว่าถ้าคุณต้องการขยายถนนที่มีอยู่แล้ว คุณจะมองเห็นได้แต่ว่ายังมีพื้นที่รกร้างทั้งสองด้านของถนนหรือไม่ และหากมีพื้นที่รกร้างก็สามารถขยายถนนได้
ต่อไป เรามาดูแถบที่เกิดขึ้นใหม่ CE/Cpp/C+L และทรัพยากรใดบ้างที่ถูกยืมมาจากแถบ S และ L
ซีอีแบนด์
แถบ CE (C Extended) มีอีกชื่อหนึ่งว่าแถบ C+แถบ CE มีช่วงความยาวคลื่นเท่าใดเมื่อเปรียบเทียบกับแถบ Cเราสามารถแบ่งทรัพยากรย่านความถี่ C ออกเป็น 80 ช่องสัญญาณสำหรับการส่งข้อมูล โดยแต่ละช่องจะมีช่วงย่านความถี่ 0.4 นาโนเมตรดังนั้น C-band จึงเป็นที่รู้จักในชื่อ C80แบนด์ CE ยืมทรัพยากรความยาวคลื่นบางส่วนจากแบนด์ L (เช่น แถบความยาวคลื่นยาว) และช่วงความยาวคลื่นจะขยายเป็น 1529.16nm~1567.14nmทรัพยากรย่านความถี่ CE สามารถแบ่งออกเป็น 96 ช่องทางในการส่งข้อมูล ได้แก่ แบนด์ C96ความสามารถในการรับส่งข้อมูลของแถบ CE เพิ่มขึ้น 20% เมื่อเทียบกับแถบ C
วงซีพีพี
แบนด์ Cpp (C plus plus) มีชื่อเรียกอีกอย่างว่าแบนด์ C++แถบ Cpp ไม่เพียงแต่ยืมทรัพยากรความยาวคลื่นจากแถบ L-band เช่นเดียวกับแถบ CE เท่านั้น แต่ยังมาจากแถบ S-band ด้วย ซึ่งขยายช่วงความยาวคลื่นเป็น 1524.30nm~1572.27nmจากการจัดสรรทรัพยากรของแต่ละช่องสัญญาณที่มีช่วงคลื่นความถี่ 0.4 นาโนเมตร ทรัพยากรคลื่นความถี่สามารถแบ่งออกเป็น 120 ช่องสำหรับการส่งข้อมูลดังนั้นวง Cpp จึงเป็นที่รู้จักในชื่อวง C120ความสามารถในการรับส่งข้อมูลของแบนด์ Cpp เพิ่มขึ้น 50% เมื่อเทียบกับแบนด์ C
วงซี+แอล
แถบ C+L บ่งบอกอย่างแท้จริงว่าทั้งทรัพยากรแถบ C และ L ใช้สำหรับการสื่อสารแบบออปติกในทำนองเดียวกัน ตามการจัดสรรทรัพยากรของแต่ละช่องสัญญาณที่มีช่วงแบนด์ 0.4 นาโนเมตร มีรูปแบบการส่งสัญญาณทั่วไปสามรูปแบบสำหรับแบนด์ C+L
C120+L80: แบนด์ Cpp (120 ช่อง)+L-band (80 ช่อง) บรรลุระบบคลื่น 200 คลื่นL-band จริงๆ แล้วคือ L+band ซึ่งมีช่วงความยาวคลื่น 1575.16nm~1617.66nmความสามารถในการรับส่งข้อมูลของโครงร่างการส่งสัญญาณ C120+L80 เพิ่มขึ้น 1.5 เท่า เมื่อเทียบกับ C-band
C96+L96: วง CE (96 ช่อง)+วง L (96 ช่อง) บรรลุระบบคลื่น 192L-band จริงๆ แล้วคือ L++ band ซึ่งมีช่วงความยาวคลื่น 1575.16nm~1626.43nmความสามารถในการรับส่งข้อมูลของรูปแบบการส่งสัญญาณ C96+L96 เพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่าเมื่อเทียบกับ C-band
C120+L96: แบนด์ Cpp (120 ช่อง) + L-band (96 ช่อง) บรรลุระบบคลื่น 216L-band จริงๆ แล้วคือ L++ band ซึ่งมีช่วงความยาวคลื่น 1575.16nm~1626.43nmความสามารถในการรับส่งข้อมูลของโครงร่างการส่งสัญญาณ C120+L96 เพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าเมื่อเทียบกับ C-band
ในที่สุดภาพก็แสดงให้เห็นวงดนตรีที่กำลังเติบโตทั้งสามวงนี้
สรุป
กล่าวโดยสรุป นักวิทยาศาสตร์ได้ขยายทรัพยากรความยาวคลื่นที่มีอยู่ของเส้นใยนำแสงให้ครอบคลุมช่วงที่กว้างมากอย่างไรก็ตาม ทรัพยากรย่านความถี่เหล่านี้สามารถนำไปใช้กับระบบการสื่อสาร เช่น 5G ได้อย่างแท้จริง และยังได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่อไปนี้ด้วย
เนื่องจากข้อจำกัดของอุปกรณ์ออพติคัล อุปกรณ์ออพติคัลต่อไปนี้จึงไม่สามารถรองรับช่วงแบนด์ที่ขยายใหม่ได้โดยตรง และจำเป็นต้องอัปเกรด
- เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์เจือเออร์เบียม (EDFA)
- อุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่ เช่น โมดูเลเตอร์
- อุปกรณ์พาสซีฟสวิตช์เลือกความยาวคลื่น (WSS)
สำหรับ L-band ประสิทธิภาพการส่งสัญญาณที่ลดลงจะเพิ่มความซับซ้อนในการใช้งานและการบำรุงรักษา ส่งผลให้การลงทุนด้านต้นทุนเพิ่มขึ้น
เป็นเรื่องน่ายินดีที่ผู้ปฏิบัติงานได้ใช้ทรัพยากรใยแก้วนำแสงที่มีอยู่อย่างเต็มที่ ขยายทรัพยากรแถบความถี่ใยแก้วนำแสงที่มีอยู่ และความสามารถในการส่งสัญญาณที่ดีขึ้นตามเป้าหมายสำหรับการพัฒนาเครือข่ายการสื่อสารด้วยแสงในอนาคต ผู้ให้บริการบางรายได้เริ่มปรับใช้เครือข่ายออปติคัลแบนด์ Cpp เช่นกัน
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยี เราจะได้เห็นเครือข่ายการสื่อสารแบบออปติกที่ใช้โซลูชันย่านความถี่ C+L อย่างแน่นอนในอนาคต
บทความนี้อ้างถึง:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1745178232708444597&wfr=spider&for=pc