光波長帯の進化

Jun 02, 2022

ご伝言

光ファイバネットワークがより高速、より長い距離、および波長分割多重化のために開発されたので(WDM)、ファイバーは新しい波長範囲、つまり「バンド」で使用されています。 元のOバンドからU/XLバンドまで、ファイバ伝送バンドが定義および標準化されています。 この記事では、主に、さまざまな光通信システムに使用される一般的なファイバ伝送帯域の進化について説明します。


これらの帯域の中で、元の帯域とも呼ばれるO帯域は、パルスの広がりが小さい(分散が小さい)ため、光通信で最初に使用された帯域でした。 シングルモードファイバ伝送は、SMファイバのカットオフ波長のすぐ上の「Oバンド」で始まり、より長い波長でのガラスファイバの損失が少なく、1310nmダイオードレーザーが利用できることを利用するために開発されました。


DWDM wavelength

Eバンドは水のピーク領域を表し、U/XLバンドはシリカガラスの透過ウィンドウの最後にあります。 Eバンド(ウォーターピークバンド)は、CWDMを除いてまだ有用であることが証明されていません。 これはおそらく主にOバンドの拡張として使用されますが、提案されているアプリケーションはほとんどなく、製造には非常にエネルギーを消費します。 EバンドとU/XLバンドは、高い伝送損失領域に対応するため、通常は回避されます。


次に、1550nmの波長でのより低い損失を利用するために、Cバンド用のファイバが開発されました。 Cバンドは、EDFAおよびWDMテクノロジーを使用した超長距離伝送の開発とともに一般的に使用されます。 伝送距離が長くなり、光-電子-光リピーターの代わりにファイバー増幅器が使用されるようになると、Cバンドがより重要になりました。 複数の信号が単一のファイバを共有できるようにするDWDM(高密度波長分割多重)の出現により、Cバンドの使用が拡大されました。


ファイバ増幅器(ラマンおよびサリウムドープ)の開発に伴い、DWDMシステムはLバンドまで拡張され、ガラスファイバで最も減衰率の低い波長と光増幅の可能性を活用しました。 エルビウムドープファイバ増幅器(EDFA、これらの波長で動作)は、これらのシステムを可能にする重要な技術です。 WDMシステムは複数の波長を同時に使用するため、減衰が大きくなる可能性があります。 そのため、光増幅技術が導入されています。


大きな期待にもかかわらず、世界中でオールラマンソリューションを使用してインストールされたシステムの数は、一方では数えることができます。 ただし、将来的には、Lバンドも有用であることが証明されます。 EDFAはLバンドでの効率が低いため、ラマン増幅技術の使用が再検討され、関連する励起波長は1485nmに近くなります。


現在、CWDMは使用されているWDMの低コストバージョンと見なされていますが、ほとんどは長距離では機能しません。 最も人気のあるのはFTTHPONシステムで、1490nm(Sバンド)でユーザーにダウンストリームで信号を送信し、アップストリームで低コストの1310nm伝送を使用します。 初期のPONシステムもTVに1550ダウンストリームを使用していますが、これは1490nmのダウンストリームデジタル信号でIPTVに置き換えられています。 他のシステムでは、ファイバの減衰が少ないため、S、C、およびLバンドの組み合わせを使用して信号を伝送します。 一部のシステムでは、1260nmから1660nmの全範囲にわたって20nm間隔のレーザーを使用していますが、水ピークの低いファイバーのみを使用しています。


近年、トラフィックの爆発的な拡大に伴い、O、S、C、Lバンドのさまざまな波長帯が使用されるようになりましたが、O帯とS帯の波長用の光ファイバー増幅器は実現されていませんでした。多くの技術的ハードルのために何年も。 光ファイバネットワークで最も一般的に使用されるCバンドとLバンドは、FTTHアプリケーションの成長に伴い、光伝送システムでますます重要な役割を果たします。


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