到底什么是CE、C++、C+L波段？

前几天写光通信那篇文章的时候，提到了CE、C++、C+L波段。

很多同学问，之前知道的都是O波段、E波段、C波段、L波段，没听说过什么CE、C++、C+L波段，这是啥意思？

今天，小枣君就专门给大家解释一下。

▉ 传统波段

大家都知道，光纤通信，就是利用光作为信息载体，在纤芯中传输，进行通信。

然而，并不是所有的光，都适合光纤通信。光的波长不同，在光纤中的传输损耗就不同。

光纤的核心——纤芯（石英纤维）

为了尽可能减小损耗，保证传输效果，科研工作者一直在致力于寻找频率（波长）最合适的光 。

上世纪70年代初，光纤通信开启实用化落地的进程。当时主要的研发对象，是多模光纤。

多模光纤的纤芯直径更大，容许不同模式的光在一根光纤上传输。

最早被使用的光，是波长为850nm的光，这个波段（band），也被直接称为850nm波段 。

后来，到了70年代末80年代初，单模光纤开始了大规模的应用。

经过测试，工程师们发现，1260nm~1360nm波长范围的光，由色散导致的信号失真最小，损耗最低。

所以，他们将这一波长范围采纳为早期的光通信波段，并命名为O-band （O波段）。O，是“Orignal（原始）”的意思。

此后的三四十过年，经过漫长的摸索和实践，专家们逐渐总结出一个“低损耗波长区域” ，也就是1260nm~1625nm区域。 这个波长区域范围的光，最适合在光纤中传输。

这个区域被进一步划分成了五个波段，分别是：O波段，E波段，S波段，C波段和L波段。

随着技术的不断演进变化，专家们还验证了光纤传输损耗和光波波长之间的规律，如下图所示：

最常用的波段，被称为C波段 （1530nm~1565nm）。C，是“conventional（常规）”的意思。

C波段表现出的损耗最低，被广泛用于城域网、长途、超长途以及海底光缆系统。WDM波分复用系统中，也经常用到C波段。

C波段旁边的L波段 （1565nm~1625nm），是损耗第二低的波段，也是行业的主流选择之一。当C波段不足以满足带宽需求的时候，也会采用L波段作为补充。L，是“long-wavelength（长波长）”的意思。

S波段 （1460nm~1530nm），也就是“short-wavelength（短波长）”波段，光纤损耗比O波段要高一些。它经常被用于PON（无源光网络）系统的下行波长。

PON就是家庭光纤宽带的那套系统。

它的上行波长为1310nm，下行波长为1490nm。

最后再来看看E波段 。

这个波段有点特别，它是五个波段中最不常见的波段。E，是“extended（扩展）”的意思。

大家观察刚才那张波长和损耗关系图时，会发现，E波段有一个明显的不规则激凸。

那是因为1370-1410nm波段，氢氧根离子（OH-）吸收，所以损耗急剧加大。这也被称为水峰 。

早期的时候，因为工艺限制，光纤玻璃纤维中，经常残留有水（OH基）杂质，导致E波段的衰减最高，无法正常使用。

后来，玻璃制作过程中的脱水技术发明，E波段中最常用的光纤（ITU-T G.652.D）的衰减变得比O波段低，从而解决了水峰问题。（G.652.D也被称为低水峰光纤或无水峰光纤。）

除了以上波段之外，其实还有一个波段会被用到，那就是U波段 （ultra-long-wavelength band，超长波段：1625-1675 nm）。U频段则主要用于网络监控。

汇总一下，如下表所示：

▉ 波段的扩展趋势

时至今日，波段的情况又发生了变化。

随着网络数据流量的不断增长，光纤的容量需要进一步扩大。

想要扩大容量，有这么几种办法：

1、采用更牛逼的调制方式、频谱整形技术、各种复用手段（偏振复用，空分复用甚至角动量复用等）；

2、扩大单根光纤中的纤芯数量；

3、用更大的频谱带宽，增加波道数量。

针对第三种方法，专家们就想出了，对现有的波段（前文提到的那些波段）进行扩展。

CE波段

传统C波段， 指的是1529.16nm到1560.61nm的波段，从频率上看是195.9THz到191.6THz，大约可使用频谱范围是4THz。在50GHz间隔下，这个传统C波段可以支持80波，因此，也称为C80波段。

而CE波段 ，是在C80波段的基础上，向长波长扩展了一点点，波长范围是1529.16-1567.14nm，大约可使用频谱范围是4.8THz。在50GHz间隔下，CE波段可以支持96波，因此，也称为C96波段。

C96波段相比C80波段，传输容量可提升20%。

C++波段

再来看看C++波段方案。

大家看到C++，一定会觉得很亲切。其实，这里的C++，和C++编程语言没有任何关系。

C++，其实就是在C96扩展的基础上，进一步扩展，波长范围是1524-1572nm，大约可使用范围达到6THz，波长数可以扩展到120波。C++也因此被称为C120波段（也有称为Super C Band）。

C++波段相比C80波段，传输容量可提升50%。

C+L波段

最后看看C+L波段方案。

L波段1565nm到1625nm，如果按照1570~1611nm算，可用频谱范围大约是4.8THz。因此，C+L波段，可以实现192个波长，频谱带宽接近9.6THz，传输容量提升将近1倍。

画一张图，对比如下：

再列个表，更方便对比：

值得一提的是，C+L也有潜在的多种方案及频谱边界，例如：

C4T+L4T：1529~1561nm（4THz） + 1572~1606nm（4THz）

C6T+L6T：1524~1572nm（6THz） + 1575~1626nm（6THz）

大家应该也看出来了，其实L波段也有L++波段的，有时候也被称为Super L Band。

▉ 结语

以上，就是C、CE、C++、C+L波段的区别介绍。

总的来看，光纤可用频谱资源已经可以拓展到非常大的范围。但是，想要真正实现，并没有那么简单。

最主要的挑战，来自扩展频谱对光器件的更高要求 。

掺铒光纤放大器（EDFA），光调制器等有源器件，WSS这样的无源器件（受限于LCOS工艺），对新扩展的频谱范围并不能都直接进行支持，需要进行升级。尤其是L波段，在传输性能劣化方面更差，会增加运维复杂性，进而增加成本投入。

另一方面，关于频谱扩展方案的具体标准，还有待进一步完善和明确。

总而言之，频谱扩展是一条必经之路，但究竟这条路该怎么个走法，还需要时间告诉我们答案。

好了，今天内容就到这里，谢谢大家的耐心阅读！

参考文献：

1、“扩展C波段波分复用系统”技术白皮书

2、光通信新的发展方向，光纤在线

3、谈拓展C波段波分复用系统技术，中国电信张安旭

4、Optical line systems: the road to 100Tbps，Ovum

光通信的3个波段新秀，还不知道吗？

5G网络迅猛发展，网络数据传输需求呈指数增长，光网络作为底层的承载网络，其传输能力对5G网络发展至关重要。

扩展光网络传输能力的一大法宝就是不停深挖光纤可用的波段资源，也就是不断扩展光网络的传输道路宽度。传输道路宽了，光网络的传输能力自然就提升了。

近期，光网络涌现出波段新秀CE、Cpp、C+L波段，为扩展光网络传输能力增砖加瓦。

下面小编就给大家聊聊光纤的这些波段。

传统波段

光纤通信顾名思义就是光作为信息载体，光纤作为传输介质的通信。但是，不是所有的光都适合光纤通信。光的波长不同（可以简单理解为颜色不同的光），在光纤中的传输损耗就不同。传输损耗大的光，就没办法携带信息在光纤中传输了。

经过科学家长期研究， 最先发现波长为850nm的光可以作为光通信使用的光，这个波段也被直接称为850nm波段。 但是，850nm波段的波长区域传输损耗比较大，也没有合适的光纤放大器。因此，850nm波段仅适宜于短程传输。

而后，科学家又探索出“低损耗波长区域”光波段，也就是1260nm~1625nm区域的光，最适合在光纤中传输。 传输损耗和光波段关系参见下图。

1260nm~1625nm区域又被细分为五个波段： O波段、E波段、S波段、C波段和L波段。

O波段

O波段波长范围为：1260nm~1360nm 。此波段的光色散导致的信号失真最小，损耗最低，为早期的光通信波段。因此，被命名为O-band（O波段），其中O指“Orignal（原始）”。

E波段

E波段波长范围为： 1360nm~1460nm ，E波段是五个波段中最不常见的波段。E指“extended（扩展）”。从上面传输损耗和光波段关系图中，可以看到E波段有一个明显的不规则传输损耗凸点。这个传输损耗凸点是因为1370nm~1410nm波长的光被氢氧根离子（OH-）吸收，所以导致传输损耗急剧加大，这个凸点也被称为水峰 。

由于受早期光纤工艺限制，在光纤玻璃纤维中，经常残留有水（OH基）杂质，导致E波段的光在光纤中传输的衰减最高，无法正常用于传输通信使用。

随着光纤加工工艺的提高，出现了ITU-T G.652.D光纤，使得E波段光的传输衰减变得比O波段低，解决了E波段光的水峰问题。

S波段

S波段波长范围为：1460nm~1530nm 。S指“short-wavelength（短波长）”。S波段光的传输损耗比O波段要低一些，常被用于PON（无源光网络）系统的下行波长。

C波段

C波段波长范围为：1530nm~1565nm 。C指“conventional（常规）”。C波段光的传输损耗最低，被广泛用于城域网、长途、超长途以及海底光缆系统。波分网络中也经常用到C波段。

L波段

L波段波长范围为：1565nm~1625nm 。L指“long-wavelength（长波长）”。L波段光的传输损耗第二低。当C波段光不足以满足带宽需求的时候，L波段光会作为补充用于光网络。

U波段

除了以上五个波段之外，其实还有一个波段会被用到，那就是U波段。U波段的波长范围是1625nm~1675nm 。U指“ultra-long-wavelength（超长波长）”。U波段则主要用于网络监控。

下面来小结一下这些传统波段。

CE/Cpp/C+L波段

光通信常用波段是：传统C波段的1529.16nm ~ 1560.61nm波长范围。这里所提及的新秀波段CE/Cpp/C+L，是指当前光通信为扩展传统C波段传输资源而引入的新波段资源。

从前面的传统波段分析可知，要想扩宽光通信所使用的C波段，可以向临近短波长波段（S波段）和长波长波段（L波段）求支援。这好比，要想扩建现有道路，就只能看看道路两旁的荒地是否可用，有荒地就可以扩宽道路。

接下来我们看看新秀波段CE/Cpp/C+L，向S和L波段借用了哪些资源呢？

CE波段

CE（C Extended）波段也称C+波段。 那CE波段较C波段“+”了哪些波长范围呢？我们可以将C波段资源划分为80个通路传输信息，其中每个通路占用0.4 nm的波段范围资源。因此，C波段也称为C80波段。CE波段借用了L波段（即长波长波段）部分波长资源，波长范围扩展为是1529.16nm ~ 1567.14nm ，CE波段资源可划分为96个通路传输信息，也就是C96波段。CE波段的传输容量相对于C波段，增加了20%。

Cpp波段

Cpp（C plus plus）波段也称为C++波段。 Cpp波段不仅像CE波段那样，向L波段借用波长资源，也同时向S波段借用资源，波长范围扩展为1524.30nm ~ 1572.27nm。 按照每个通路占用0.4 nm的波段范围资源划分，波段资源可以划分为120个通路传输信息。因此Cpp波段也被称为C120波段。Cpp波段的传输容量相对于C波段，增加了50%。

C+L波段

C+L波段从字面上可了解到，C波段和L波段的资源都用于光通信。同样按照每个通路占用0.4 nm的波段范围资源划分，C+L波段常见传输方案有如下3种。

C120+L80 ：Cpp波段（120个通路）+L波段（80个通路），实现200波系统。 其中L波段实际为L+波段，波长范围为1575.16nm ~ 1617.66nm。C120+L80传输方案的传输容量较C波段增加了1.5倍。

C96+L96 ：CE波段（96个通路）+L波段（96个通路），实现192波系统。 其中L波段实际为L++波段，波长范围为1575.16nm ~ 1626.43nm。C96+L96传输方案的传输容量较C波段增加了1倍多。

C120+L96 ：Cpp波段（120个通路）+L波段（96个通路），实现216波系统。 其中L波段实际为L++波段，波长范围为1575.16nm ~ 1626.43nm。C120+L96传输方案的传输容量较C波段增加了约2倍。

最后，一张图展示一下这三个新秀波段。

总结

总之，科学家已经将光纤可用波长资源拓展到非常大的范围。但是，这些波段资源可以真正应用到5G等通信系统中，还受到下面因素影响。

受光器件的限制，例如下列光器件对新扩展的波段范围都不能直接支持，需要升级 。

掺铒光纤放大器（EDFA）

调制器等有源器件

波长选择开关（WSS）无源器件

对于L波段，传输性能劣化，会增加运维复杂性，进而增加成本投入。

可喜的是运营商已经将充分利用现有光纤资源，扩展光纤可用波段资源，提升传输容量，作为未来光通信网络发展的目标，当前也有部分运营商开始部署Cpp波段光网络 。

随着技术的日新月异，未来我们一定可以看到采用C+L波段解决方案的光通信网络 。

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来源：中兴文档

编辑：小范

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