Y11T167 通信波段的O波段与C波段之争

更新时间:2025-06-16 08:06:38 阅读量:46

在6月21号10:30-12:00,我用一个半小时解读一下O波段与C波段之争之前列了一个议题

  • 什么O波段光纤通信

  • 采用O波段通信的光模块类型

  • 什么是C波段光纤通信

  • C波段、C+L波段通信的光模块O波段通信与C波段通信的差异及优劣势

对通信而言,信息的传输路径可以是无介质的真空传输,也可以在介质里传输。

通信介质大多数分类两类,一类是传输电信号的金属,现在经常见到的PCB布线,铜缆等等,另一类是传输光信号的透明介质,如玻璃,咱们把这种玻璃细丝叫做导光纤维,简称光纤。

之前在3月29号做了一期对比分析铜缆与光模块之争。


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当然现在的光纤,又打算从玻璃介质再次回到空气进行传输,也就是信星光的空芯光纤,后续吧,咱们可以排一期实芯光纤与空芯光纤的对比。

在光纤通信里,现在很少用LED这种非相干光源,绝大部分采用相关光源,也就是激光器。激光器是经过谐振腔干涉放大的光,所以DFB的光栅是谐振腔用来设计光的干涉的,VCSEL的DBR也是用来设计光的谐振干涉放大的,ECL外腔激光器从名字上就知道用的是外部谐振腔。

当然,现在光纤通信又又提起LED的非相干光源的通信了。台积电这几天的新闻要和avicena合作LED光互联了。

Y10T329 Avicena 采用uLED作为AI组网的光源


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在LD激光器做光源的常见光纤通信中常见的分类是多模通信与单模通信,这个议题排在6月21号的9:00-10:30的。


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区分单模通信还是多模通信,是这两类用得比较多而已。

实际上还有一个狭缝的准单模通信,用单模激光器在多模光纤里传输“单模”的特殊搭配类型。只是用的比较少而已。


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继续划分单模通信,按Tx的光源来说,都是相干光,按接收端来划分的话就是DD与Coherent的区别,这个呢在3月29号已经做了对比分析了。


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单模通信除了按接收端是否相干来划分,还经常会采用波段划分来做区别


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按接收端划分或者按照波段划分,二者还形成了强强组合的应用场景。

比如数据中心内部互联的单模通信,就是IMDD的以太网模块与O波段的深度捆绑,干线传输则是相干(接收)模块与C波段以及C+L波段的深度捆绑。


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当然,接收端是否相干与波段之间只是深度捆绑,而非唯一性,在IMDD场景里也会用到L波段,E波段等场景,如PON的应用。 相干接收也有在讨论O波段应用的可行性,如800G LR1。

单模通信的波段虽然分了好多个,但常用的是两个低损耗波段,剩下的几个波段的损耗相对O波段和C波段而言还是略大了些。


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把单模通信的常用波段的O波段与C波段拿出来做个对比,是今天的重点。

虽然O波段与C波段都是低损耗波段,二者相比,C波段更低一些。所以C波段通常用在对损耗极限十分在意的场景,如数千公里的干线传输,而O波段用在对损耗不是特别敏感的地方,如500m,2km的数据中心,15km的5G前传,20km的PON等等。


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话又说回来了,处于低损耗波段的O波段与C波段之争是局限在实芯光纤的范畴的哈。

空芯光纤的损耗比实芯光纤损耗最低的损耗还要更低的。

Y11T162 空芯光纤与实芯光纤的区别


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继续回到实芯光纤的O波段与C波段的对比,二者在常规单模光纤的传输色散系数有差异,O波段的色散小,一部分处于零色散以及负色散区域,C波段则处于大色散系数区间。


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由于色散会产生色散代价,光源的光谱越宽(或者可以换算成线宽,线宽越大),光谱宽度结合大的色散系数,产生严重的灵敏度劣化现象。

在低色散系数区间,可以略微放宽对激光器光源的谱宽线宽的要求,可以降低光源成本。在高色散系数的波段,需要考虑采用收窄激光器光源的线宽,优先采用窄线宽/超窄线宽激光器来保证性能。

损耗会有一个最长传输距离的限制,色散也会有一个传输距离的限制,在计算光纤传输长度限制的时候,取二者计算的最小值。



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当然,光纤存在损耗,也存在色散,咱们的光纤传输距离会受到限制,可咱们可以做改善和补充啊。EDFA,SOA,这不是天天挂在嘴边的词么。

色散补偿的技术,也是伴随我们各个环节的啊。


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除了损耗和色散的差异外,现在越来越多的场景会用到放大器,O波段和C波段都可以用SOA。

EDFA的话是掺铒光纤放大器,增益离子是铒离子,作用的波段主要是C波段,经过优化设计后铒离子可以用到L波段。不能用于O波段。

 O波段的光纤放大器是采用光纤中掺入镨离子,也就是掺镨光纤放大器PDFA。


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EDFA的铒离子与PDFA的镨离子,都在元素周期表的镧系那一栏里,也被咱们叫做“稀土”系,

Y5T153 稀土

ok,今天简单写几个字,6月21日我再用图展开来做对比分析。


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