Was ist C-Band?

Band der Glasfaserkommunikation um 1530 bis 1565 nm. Dort ist die Dämpfung von Quarzglasfasern am geringsten (etwa 0,2 dB/km), und Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFA) können es verstärken; daher wird es für Langstreckenverbindungen und dichtes Wellenlängenmultiplex (DWDM) genutzt.

Japanische Bezeichnung: Cバンド

„C-Band“ kommt in 4 Übungsfragen aus 1 Themen vor, z. B. Siliziumphotonik.

Fachgebiet: Siliziumphotonik

Jetzt üben: Fragen zu C-Band

Was ist der Hauptgrund dafür, dass in der optischen Langstrecken-Faserkommunikation der Wellenlängenbereich um 1,55 µm (C-Band) weit verbreitet ist?

  1. AWeil in diesem Wellenlängenbereich die Verluste von Quarzglasfasern am geringsten sind
  2. BWeil Silizium hier Licht am stärksten absorbiert und sich Photodetektoren leicht herstellen lassen
  3. CWeil die chromatische Dispersion hier null wird und sich Pulse überhaupt nicht verbreitern
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Antwort: A. Weil in diesem Wellenlängenbereich die Verluste von Quarzglasfasern am geringsten sind

Die Verluste von Glasfasern aus Quarzglas (SiO2) steigen bei kurzen Wellenlängen durch Rayleigh-Streuung und bei langen Wellenlängen durch Infrarotabsorption an, sodass sie dazwischen um 1,55 µm minimal werden (etwa 0,2 dB/km). Selbst nach 100 km beträgt der Verlust nur etwa 20 dB; dass sich das Licht zudem mit Erbium-dotierten Faserverstärkern (EDFA) rein optisch verstärken lässt, ist ein weiterer Grund für den Einsatz des C-Bands in der Langstreckenkommunikation. Bei Standard-Single-Mode-Fasern wird die chromatische Dispersion um 1,31 µm (O-Band) nahezu null; bei 1,55 µm bleibt Dispersion bestehen. Silizium absorbiert diese Wellenlänge kaum.

Wie groß ist beim Wellenlängenmultiplex im C-Band (Wellenlänge um 1,55 µm) ein Frequenzabstand von 100 GHz ungefähr als Wellenlängenabstand (Δλ ≈ λ² × Δf / c, c = 3×10⁸ m/s)?

  1. AEtwa 8 nm
  2. BEtwa 0,08 nm
  3. CEtwa 0,8 nm
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Antwort: C. Etwa 0,8 nm

Δλ ≈ (1,55×10⁻⁶ m)² × 100×10⁹ Hz ÷ (3×10⁸ m/s) ≈ 0,8×10⁻⁹ m, also etwa 0,8 nm. Bei DWDM (dichtes Wellenlängenmultiplex) für Langstrecken- und Hochkapazitätsübertragung werden entlang des von der ITU-T festgelegten Frequenzrasters einige zehn Wellenlängen in Abständen wie 100 GHz (etwa 0,8 nm) oder 50 GHz (etwa 0,4 nm) angeordnet. Wegen der engen Abstände muss die Laserwellenlänge etwa durch Temperaturregelung präzise stabilisiert werden. Da Frequenz und Wellenlänge von Licht umgekehrt proportional sind, wird bei Festlegung des Abstands in der Frequenz der Wellenlängenabstand bei kürzeren Wellenlängen geringfügig kleiner.

„C-Band“ in den Erläuterungen

Fragen mit „C-Band“ (4)

  1. Was ist der Hauptgrund dafür, dass in der optischen Langstrecken-Faserkommunikation der Wellenlängenbereich um 1,55 µm (C-Band) weit verbreitet ist?
  2. Wie groß ist beim Wellenlängenmultiplex im C-Band (Wellenlänge um 1,55 µm) ein Frequenzabstand von 100 GHz ungefähr als Wellenlängenabstand (Δλ ≈ λ² × Δf / c, c = 3×10⁸ m/s)?
  3. Welche Aussage zu den Merkmalen eines Kantenkopplers, der an der Chip-Stirnfläche an eine Glasfaser koppelt, im Vergleich zum Gitterkoppler ist richtig?
  4. Warum wird in optischen Schaltungen mit Ringresonatoren häufig ein Heizer in der Nähe des Rings angebracht, um die Temperatur zu regeln?

Verwandte Begriffe

Chromatische Dispersion O-Band WDM (Wellenlängenmultiplex) Gitterkoppler Kantenkoppler Wellenleiter Bitfehlerrate (BER) Dicing Brechungsindex Ausbreitungsverlust

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