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。
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