Поскольку волоконно-оптические сети развивались для более высоких скоростей, больших расстояний и мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM), волокна использовались в новых диапазонах длин волн, а именно в «полосах». Были определены и стандартизированы диапазоны передачи по оптоволокну, от исходного диапазона O до диапазонов U/XL. Эта статья в основном иллюстрирует эволюцию типичных диапазонов передачи по оптоволокну, используемых для различных оптических телекоммуникационных систем.
Среди этих диапазонов диапазон O, также называемый исходным диапазоном, был первым диапазоном, используемым в оптической связи из-за небольшого уширения импульса (малой дисперсии); Передача по одномодовому волокну началась в «диапазоне O» чуть выше предельной длины волны SM-волокна, разработанного для использования преимущества меньших потерь в стеклянном волокне на более длинных длинах волн и наличия диодных лазеров с длиной волны 1310 нм.
Полоса E представляет собой область пика воды, тогда как полоса U/XL находится в самом конце окна пропускания для кварцевого стекла. Диапазон E (полоса водного пика) еще не доказал свою полезность, за исключением CWDM. Вероятно, он в основном используется как расширение O-диапазона, но было предложено несколько приложений, и его производство очень энергоемко. Диапазоны E и U/XL обычно избегают, поскольку они соответствуют областям с высокими потерями при передаче.
Чтобы воспользоваться более низкими потерями на длине волны 1550 нм, было разработано волокно для C-диапазона. Диапазон C обычно используется наряду с развитием передачи на сверхдальние расстояния с технологиями EDFA и WDM. По мере того, как дальность передачи становилась больше и вместо ретрансляторов «опто-электронно-оптические» стали использоваться оптоволоконные усилители, C-диапазон стал более важным. С появлением DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны), который позволяет нескольким сигналам совместно использовать одно волокно, использование C-диапазона было расширено.
С развитием волоконных усилителей (рамановских и легированных туллием) система DWDM была расширена до L-диапазона, используя длины волн с наименьшим коэффициентом затухания в стеклянном волокне, а также возможность оптического усиления. Волоконные усилители, легированные эрбием (EDFA, работающие на этих длинах волн), являются ключевой технологией для этих систем. Поскольку системы WDM используют несколько длин волн одновременно, это может привести к значительному затуханию. Поэтому вводится технология оптического усиления.
Несмотря на большие надежды, количество установленных во всем мире систем, использующих полностью рамановские решения, можно пересчитать по пальцам одной руки. Однако в будущем L-диапазон также окажется полезным. Поскольку EDFA менее эффективны в L-диапазоне, использование технологии рамановского усиления будет пересмотрено с соответствующими длинами волн накачки, близкими к 1485 нм.
Хотя CWDM в настоящее время считается недорогой версией WDM, которая уже использовалась, большинство из них не работают на больших расстояниях. Наиболее популярной является система FTTH PON, отправляющая сигналы пользователям в нисходящем направлении на 1490 нм (в S-диапазоне) и использующая недорогую передачу на 1310 нм в восходящем направлении. Ранние системы PON также использовали нисходящий канал 1550 для телевидения, но его заменяет IPTV с цифровым сигналом нисходящего потока на длине волны 1490 нм. Другие системы используют комбинацию диапазонов S, C и L для передачи сигналов из-за меньшего затухания волокон. В некоторых системах даже используются лазеры с шагом 20 нм во всем диапазоне длин волн от 1260 до 1660 нм, но только с волокнами с низким водяным пиком.
Хотя различные диапазоны длин волн O-, S-, C- и L-диапазонов стали использоваться в связи со взрывным ростом трафика в последние годы, волоконно-оптические усилители для длин волн O- и S-диапазонов не были реализованы для много лет из-за многих технических препятствий. C- и L-диапазоны, наиболее часто используемые в волоконно-оптических сетях, будут играть все более важную роль в системе оптической передачи с ростом приложений FTTH.
