本文介紹了C+L波段之外的光傳輸。

在光傳輸領域，我們經常探討頻譜的擴展希望提升光傳輸系統的容量。當前已經商用的最大頻譜范圍是C+L波段，及擴展的C++ + L++波段，其頻譜寬度最大能達到12THz。如下圖所示，當前商用的這些頻譜段基本上是處于光纖衰減的最小值范圍。

因為在這些光纖衰減最小的地方，才能使得我們的建網成本最低，或者更準確的說是光層的建設成本最優

除了分合波/WSS的成本，光層的方案通常會著重考慮以下幾個方面：

放大器的成本、中繼再生的成本

正?？缍?00km及以下時，我們會使用EDFA放大光纖造成的衰減，但當光纖線路的衰減超過這個范圍時，我們通常會使用拉曼放大器以提高傳輸能力，實現較長跨段傳輸。雖然拉曼的放大能力雖然比較高，也能較少的引入噪聲。但是拉曼不僅本身的造價較高，而且其開通維護的Opex成本相對普通EDFA也要高出不少。

針對中繼再生，如果光纖衰減過大，在相同光纜距離下，我們就需要為業務站點之間建設更多的放大器，放大器產生的自發輻射 (ASE) 噪聲積累就越多。同時這樣就會增加跨段數量，使得波長需要穿通更多的分合波/WSS單板。從而導致OSNR性能的降低，在方案設計階段就需要考慮增加較多中繼單板以實現3R等功能，最終造成Capex過高。

因此，總體而言，我們在給業務信號選擇承載的波段時，盡量會選擇光纖衰減最小波段。這就是為什么當前主流廠家選擇在C/L波段上做文章。

那么除了C和L，我們還能發展哪些范圍的頻譜給光傳輸用呢？在文章開頭的圖片中，除了C和L之外，還有波長較長的U波段和波長較短的O/E/S波段。

針對波長較長的U波段。它面臨一個問題是，彎曲損耗對于波長越長的分量的影響越大。在下圖中，在相同彎曲半徑下，隨著波長的增大，其光學模式變得越來越小并且損耗越來越大。

當然，在U波段傳輸不是不可行，需要我們開發出抗彎曲性能更好的光纖，比如說光子晶體光纖。只是在當前階段與主流趨勢及普遍應用的光纖上，不太符合。

如此，我們能否在較短波長范圍如O/E/S內考慮呢？

讓我們來直面這些波段內的光纖傳輸性能指標，也是我們通常用來評估光系統的主要考量：

衰減、非性線

對于光纖衰減，由于水峰吸收、瑞利散射和紫外線吸收，這些個波段的光纖衰減要比C/L波段范圍內高得多，因此更加需要放大器來解決光纖衰減的問題?；谔娲⊥猎氐姆糯蠹夹g或擴展拉曼放大器也已通過實驗證明，下圖是摻雜不同元素的放大器類型。

其次，光纖非線性與波長成反比，波長越短，非線性越嚴重，因此C波段以下的波長，非線性的影響將更為嚴重。同時，光纖非線性相關的一個指標是模塊有效面積，模塊面積越大，抗非線性的能力就越強。

我們可以通過下圖（關于模場面積與非線性系數隨波長的變化圖）很好的理解上面這段話。其中藍色線?γ 是光纖的非線性系數，黑色線Aeff是有效模場面積。隨著波長減小，模場面積減小，抵抗非線性能力減弱，同時非線性系數增大，導致光纖帶來的非線性影響更嚴重。

另外，光纖帶來的色散以及對不同波長的影響也是系統非線性指標的一個因素。在100G及超100G速率下，色散的問題已經很好的通過電域補償解決了。

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因此，對于不同范圍的波段來說，我們并不怕有色散，而是提心色散太小甚至是沒有色散。因為較小的色散或零色散將帶來非常嚴重的克爾效應（非線性效應）。如下圖所示是不同的光纖類型下的色散變化。

可以看出，當前O波段下，常用光纖G.652的色散值在0左右浮動，S波段下，G.655的色散在0左右浮動。而對于G.653光纖，其在C波段下的色散處于0左右，這也是為什么G.653光纖（甚至G.655光纖在此色散也偏?。┰诤髞淼?00G及以上系統中并不常用的原因之一。

上面我們只是簡單說了衰減和非線性的對較短波長的開發利用必須要考慮的事情，技術驗證之后的商用成熟度帶來的商業成本也是重要考慮的一個方面。

回頭文章開頭，其實對短波長的開發利用已經在實施，比如C++和L++波段其實是擴展利用了S和L波段約10nm左右的頻譜而來的。相信不久的將來，C與L之外的頻譜資源將被開發出來用于光傳輸。

審核編輯：黃飛

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