วิวัฒนาการของแถบความยาวคลื่นออปติคอล

Jun 02, 2022

ฝากข้อความ

เนื่องจากเครือข่ายใยแก้วนำแสงได้พัฒนาขึ้นสำหรับความเร็วสูง ระยะทางไกล และมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น (WDM) มีการใช้เส้นใยในช่วงความยาวคลื่นใหม่ ซึ่งก็คือ "แถบ" แถบส่งไฟเบอร์ถูกกำหนดและสร้างมาตรฐาน ตั้งแต่วง O-band ดั้งเดิมไปจนถึงแถบ U/XL บทความนี้จะอธิบายส่วนใหญ่เกี่ยวกับวิวัฒนาการของแถบสัญญาณไฟเบอร์แบบทั่วไปที่ใช้สำหรับระบบโทรคมนาคมแบบออปติกต่างๆ


ในบรรดาวงดนตรีเหล่านี้ O-band หรือที่เรียกว่า Original-band เป็นวงแรกที่ใช้ในการสื่อสารโทรคมนาคมด้วยแสงเนื่องจากการขยายพัลส์ขนาดเล็ก (การกระจายขนาดเล็ก); การส่งผ่านไฟเบอร์แบบโหมดเดียวเริ่มต้นใน "O-band" ซึ่งอยู่เหนือความยาวคลื่นตัดของเส้นใย SM ที่พัฒนาขึ้นเพื่อใช้ประโยชน์จากการสูญเสียใยแก้วที่ต่ำกว่าที่ความยาวคลื่นที่ยาวกว่าและความพร้อมใช้งานของเลเซอร์ไดโอด 1310 นาโนเมตร


DWDM wavelength

แถบ E แสดงถึงบริเวณยอดน้ำ ในขณะที่แถบ U/XL อยู่ที่ปลายสุดของช่องส่งสัญญาณสำหรับแก้วซิลิกา E-band (แถบคลื่นน้ำ) ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ว่ามีประโยชน์ยกเว้น CWDM ส่วนใหญ่จะใช้เป็นส่วนขยายของแถบ O-band แต่มีการนำเสนอการใช้งานเพียงเล็กน้อยและใช้พลังงานมากสำหรับการผลิต โดยปกติแล้ว แถบ E-band และ U/XL จะหลีกเลี่ยงเนื่องจากแถบเหล่านี้สอดคล้องกับบริเวณที่มีการสูญเสียการส่งสัญญาณสูง


เพื่อใช้ประโยชน์จากการสูญเสียที่ต่ำกว่าที่ความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตร ไฟเบอร์จึงได้รับการพัฒนาสำหรับแถบ C โดยทั่วไปแล้ว C-band จะใช้ควบคู่ไปกับการพัฒนาการส่งสัญญาณทางไกลพิเศษด้วยเทคโนโลยี EDFA และ WDM เมื่อระยะการส่งข้อมูลยาวขึ้นและเริ่มใช้ตัวขยายสัญญาณไฟเบอร์แทนตัวทำซ้ำแบบออปติคัลถึงอิเล็กทรอนิกส์ถึงออปติคัล C-band จึงมีความสำคัญมากขึ้น ด้วยการถือกำเนิดของ DWDM (มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่น) ซึ่งช่วยให้สัญญาณหลายตัวแชร์ไฟเบอร์เดียว การใช้ C-band ได้ขยายออกไป


ด้วยการพัฒนาเครื่องขยายสัญญาณแบบไฟเบอร์ (Raman และ thullium-doped) ระบบ DWDM ได้ขยายขึ้นไปถึง L-band โดยใช้ประโยชน์จากความยาวคลื่นที่มีอัตราการลดทอนต่ำสุดในใยแก้ว ตลอดจนความเป็นไปได้ของการขยายสัญญาณด้วยแสง แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์เจือเออร์เบียม (EDFA ซึ่งทำงานที่ความยาวคลื่นเหล่านี้) เป็นเทคโนโลยีหลักที่เปิดใช้งานสำหรับระบบเหล่านี้ เนื่องจากระบบ WDM ใช้ความยาวคลื่นหลายช่วงพร้อมกัน ซึ่งอาจนำไปสู่การลดทอนได้มาก ดังนั้นจึงมีการแนะนำเทคโนโลยีการขยายสัญญาณด้วยแสง


แม้จะมีความคาดหวังสูง แต่จำนวนระบบที่ติดตั้งโดยใช้โซลูชันรามันทั้งหมดทั่วโลกสามารถนับได้ด้วยมือเดียว อย่างไรก็ตาม ในอนาคต L-band ก็จะเป็นประโยชน์เช่นกัน เนื่องจาก EDFA มีประสิทธิภาพน้อยกว่าใน L-band การใช้เทคโนโลยีการขยายสัญญาณ Raman จึงได้รับการแก้ไขอีกครั้ง โดยมีความยาวคลื่นที่เกี่ยวข้องกันที่ความยาวคลื่น 1485 นาโนเมตร


แม้ว่า CWDM ในปัจจุบันจะถือเป็น WDM เวอร์ชันต้นทุนต่ำที่มีการใช้งานแล้ว แต่ส่วนใหญ่ไม่สามารถใช้งานได้ในระยะทางไกล ที่นิยมมากที่สุดคือระบบ FTTH PON ส่งสัญญาณดาวน์สตรีมไปยังผู้ใช้ที่ 1490nm (ใน S-band) และใช้การส่งสัญญาณต้นทาง 1310nm ต้นทุนต่ำ ระบบ PON ยุคแรกยังใช้ดาวน์สตรีม 1550 สำหรับทีวี แต่ถูกแทนที่ด้วย IPTV บนสัญญาณดิจิทัลดาวน์สตรีมที่ 1490 นาโนเมตร ระบบอื่นๆ ใช้แถบ S, C และ L ร่วมกันเพื่อส่งสัญญาณเนื่องจากการลดทอนของเส้นใยที่ต่ำกว่า บางระบบใช้เลเซอร์ที่ระยะห่าง 20 นาโนเมตรในช่วง 1260 นาโนเมตรถึง 1660 นาโนเมตรทั้งหมด แต่มีเส้นใยที่มีน้ำต่ำเท่านั้น


แม้ว่าแถบความยาวคลื่นต่างๆ ของแถบ O-, S-, C- และ L- ได้ถูกนำมาใช้กับการขยายตัวอย่างรวดเร็วของการรับส่งข้อมูลในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ตัวขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงสำหรับความยาวคลื่น O- และ S-band ไม่ได้ถูกนำมาใช้ หลายปีเนื่องจากอุปสรรคทางเทคนิคมากมาย C- และ L-band ที่ใช้กันมากที่สุดในเครือข่ายใยแก้วนำแสงจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในระบบส่งผ่านแสงด้วยการเติบโตของแอพพลิเคชั่น FTTH


ส่งคำถาม